GPS软件接收机捕获与跟踪算法研究及实现.pdf

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1、107010722980049代号学号分类号TP30密级公开题（中、英文）目GPS软件接收机捕获与跟踪算法研究及实现ResearchandimplementationofAcquisitionandTrackingalgorithmofGPSsoftwarereceiver作者姓名李荣芳指导教师姓名、职称王保保教授学科门类工学学科、专业计算机应用技术提交论文日期二○一一年四月十八日西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注

2、和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影

3、印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要摘要捕获与跟踪技术是实现全球定位系统（GPS）软件接收机的关键技术，其目的是使接收机产生的本地载波频率与扩频码的码相位和卫星信号一致，从而可以解调出导航电文，进而为伪距和接收机位置解算提供关键参数。GPS扩频码的捕获过程就是对GPS扩频码在时间和频率上大范围的二维搜索过程。由于P码的速率高，序列周期长，所以对P码的直接捕获十分困难

4、；对P码直接捕获技术的研究是现阶段GPS系统研究的难点。由于各种条件限制，本文只针对C/A码的捕获与跟踪做研究。此外，在GPS系统中需要对捕获之后的扩频码进行跟踪，GPS扩频码的跟踪是通过科斯塔斯环与码同步环实现的。科斯塔斯环与码环能较快实现对信号的跟踪，本文对上述两方面问题做了以下工作：首先分析了GPS信号的特性，给出了软件接收机的结构，并分析了捕获与跟踪技术的原理；在分析时域相关捕获法、基于FFT算法的信号捕获方法的基础上，通过对GPS信号的频谱观察，提出改进的基于FFT算法的信号捕获算法，对实际捕获的8颗GPS信号进行模拟捕获，结果表明缩短了捕

5、获时间；在分析码和载波跟踪方法的基础上，设计了GPS接收机完整跟踪通道，并采用Matlab实现了对实际GPS信号的跟踪性能仿真，结果表明所设计的跟踪通道达到设计要求；最后，对全文进行总结，并展望了下一步可能的工作。关键词：全球定位系统捕获与跟踪软件接收机跟踪环GPS软件接收机捕获与跟踪算法研究及实现AbstractAbstractAcquisitionandtrackingtechnology,thekeytechnologyforimplementationoftheglobalpositioningsystem(GPS)Softwarerecei

6、ver,aimsatkeepinglocalcarrierfrequencyandphaseofspreadspectrumcodegeneratedatthereceiveridenticalwithsatellitesignal.Furthermore,navigationdatacanbedemodulated,withwhichimportantparameterscanbeobtainedforcomputingthepseudorangeandpositionofthereceiver.TheprocessofGPSPNcodeacqui

7、sitionisatwo-dimensionlengthysearchingprocessintimeandfrequencydimension.InGPS,Pcodehashighcodespeedandlongsequenceperiod,soPcodeisveryhardtobeacquised.RestrictionasaresultofconditionsthispaperonlyresearchtheC/AcodeacquisitionandtrackingAftertheprocessofacquisitionthesystemmust

8、transfertotrackprocessThefunctionoftrackisachievedbyco