GPS软件接收机信号处理算法

为了在通用处理器上实现GPS软件接收机功能,提出了一套适用于GPS软件接收机的信号处理算法。考虑到GPS软件接收机与传统的GPS接收机的信号处理算法在捕获、跟踪、观测量提取等诸多方面的不同,该算法以本地预存的载波表与码表来产生跟踪中需要的本地载波与伪码,增加了软件接收机的信号处理效率。基于该算法,在M ATLAB平台上实现了一个非实时的GPS软件接收机,并利用实际卫星信号进行了测试。测试结果表明,其定位结果的误差标准差为6.3m。该研究为实时GPS软件接收机的实现打下了基础。     

高灵敏度GPS接收机载波跟踪环路的设计优化与实现

基于高灵敏度GPS基带信号处理器, 设计优化并实现了GPS载波跟踪环路。为了提高跟踪灵敏度, 对鉴相器的性能、环路误差、环路参数进行了分析优化, 并采用锁频环辅助锁相环结构, 同时对于需要多个乘法器、除法器的模块采用分时共享技术, 降低了资源消耗减小芯片面积。用Verilog硬件描述语言实现了所设计的载波跟踪环路, 在ModelSim中完成了RTL级代码的逻辑和功能仿真, 搭建了FPGA开发板验证平台, 并使用GPS L1波段信号源进行性能测试。测试结果表明所设计的载波跟踪环路可达到25 dB-Hz的跟踪灵敏度。单通道载波跟踪环路基于SMIC 0.18μm工艺, Design Complier的逻辑综合面积为425555μm²。     

GPS接收机自主完好性监测算法可用性分析

以全球定位系统(GPS)为研究对象,研究水平定位误差保护级(HPL),阐述自主完好性监测(RAIM)算法故障监测和可用性原理.结合导航性能在航空应用中的需求,对影响RAIM可用性的因素进行数据仿真分析.结果表明,漏检率一定时,RAIM可用性随着误警率降低而降低;误警率一定时,RAIM可用性随着漏检率降低而降低.RAIM算法的可用性随着截止高度角降低和可视卫星数增加而提高.研究结果为采用RAIM算法进行故障卫星的检测和隔离提供了一定依据.     

基于FPGA的GPS接收机跟踪环路设计与实现

为提高GPS基带芯片跟踪环路的性能,提出一种基于FPGA跟踪环路的具体设计与实现方案.研究了GPS接收机跟踪环路的基本原理,在分析现有算法的基础上,采用锁频环辅助锁相环、动态码环和载波环辅助码环策略,利用Xilinx公司FPGA软硬交互工作方式的优点,在一片FPGA芯片上实现整体方案.该设计方案可提高系统的运行效率,节省系统资源,降低硬件成本.试验结果验证了其可行性与有效性.     

对无线应用中GPS接收机的优化分析

本文介绍了GPS接收机的概念,分析了直接将无源天线集成至GPS系统对系统性能的影响问题,描述了GPS接收机中,由系统间或系统内隔离不足对载噪比的影响,同时对GPS接收机灵敏度、动态范围和干扰及抗干扰技术进行了分析。     

GPS接收机并行捕获算法的研究

对全球定位系统(global positioning system,GPS)中3种并行捕获算法进行了理论分析,同时针对捕获算法运算量、捕获时间、捕获灵敏度以及捕获结果 4个方面进行了对比分析和仿真验证。仿真分析表明:3种并行捕获算法均能有效捕获GPS信号。其中,匹配滤波算法硬件实现简单,但运算量大、捕获速度慢;C/A(coarse/acquisi-tion)码循环相关算法运算量小、捕获速度快,但硬件实现复杂;部分匹配滤波-快速傅里叶变换(partial matched fil-ter-fast Fourier transform,PMF-FFT)算法运算量适中、捕获速度快、硬件实现简单,但其捕获灵敏度相对于另2种算法低0.9 dB。所以,PMF-FFT算法更适合硬件大规模推广且实用价值高。     

位同步提取中相位抖动、同步带宽与倒π误锁

本文论述了数字锁相环位同步提取的原理和防止倒π误锁的方法,在此基础上,对相位抖动、同步带宽的制约因素作了分析,提出了不同设计要求对调整步数的选取原则.实验结果与理论分析相吻合.     

电离层对耀斑响应的GPS观测研究

利用1997～1999年全球日地电离层观测卫星的耀斑观测资料以及全球定位系统(GPS)网的观测资料,对不同级别耀斑爆发期间的电离层总电子含量(TEC)随时间的变化特点、TEC增幅及其与X射线最大辐射通量之间的关系进行了研究.利用缓变型耀斑爆发期间的GPS观测数据,分析了电离层对此类耀斑的响应特点.     

GPS接收机中相位舍位噪声影响DDL的跟踪性能

为了解决在全球卫星定位系统(GPS)接收机中出现的阶梯状伪距测量结果的问题,在分析了接收机中伪码跟踪原理的基础上,找到了造成该问题的原因.通过研究数控振荡器(NCO)中相位舍位噪声的规律,得到了该噪声与数字中频采样率的关系,提出了基于减小相位舍位噪声的中频采样率优化方案.仿真结果显示: 选择高于且接近伪码速率整数倍的中频采样率能明显的抑止NCO相位舍位噪声.优选出的高分辨率、低漂移的数字中频采样率可以有效提高GPS接收机的跟踪精度.     

基于神经网络的GPS坐标转换方法研究

全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)结合是湿地研究的关键技术之一.将神经网络方法用于GPS全球坐标系统和地方坐标系统之间数据坐标转换研究中,建立了三层前馈神经网络模型.训练方法采用Levenberg-Marquardt算法,并改进其性能函数以提高网络的泛化能力.对神经网络模型的建立、网络的训练方法、仿真曲线、神经网络的输出结果进行了详细的讨论.仿真结果证明改进的Levenberg-Marquardt算法适用于GPS数据坐标转换问题.选择松辽流域为研究区域,以流域内扎龙湿地为中心进行了考查.结果表明,神经网络方法能够建立坐标转换的复杂模型,是一种效率高、准确性高的方法,在湿地保护的动态数据分析方面具有一定的意义.     

一种用于高动态环境的GPS信号跟踪方法

针对全球定位系统（GPS）在高动态环境下信号跟踪精度不高以及容易失锁的问题,提出一种新的跟踪方法.采用锁频环（FLL）和锁相环（PLL）相融合的跟踪方式,利用判决因子对当前的跟踪状态进行判定,根据判决值对FLL和PLL输出赋予相应的权值,调整其相对作用的大小,从而将FLL和PLL在同一跟踪过程中更好地融合.仿真结果表明,该方法在环路噪声带宽较小的情况下能够成功地跟踪加速度为150 g的超高动态GPS信号.     

非平衡型AFC电路工作原理

本文主要分析两种非平衡型 AF C电路的工作原理     

平衡型AFC系统同步过程的分析

利用 AFC系统相轨迹图分析平衡型 A FC电路的同步过程。     

基于STK的空间站星载GPS接收机仿真分析

将GPS系统用于航天器的导航、定位和授时是目前的趋势。但是星载接收机的高速轨道运动特点有区别于地面用户。通过建立GPS星座与国际空间站的链路进行仿真分析。仿真结果表明GPS星座可以满足空间站的大于4颗卫星的信号可用性需求。     

关于平衡型AFC电路工作原理的讨论

对于平衡型 AFC电路 ,当只有行逆程脉冲经积分电路形成的锯齿波加到输入端时 ,电路中的电容 C1、C2 充电时都没有充到峰值电压 ,且电路稳定时 C1、C2 上都有一定数量的电荷积累 ,AFC电路输出的误差电压 Uafc不等于零。     

GPS定位误差分析与建模

目的研究ＧＰＳ（全球定位系统）定位误差数据的数学模型．方法采用时间序列方法对原始数据进行分析,用周期图法提取周期项误差,用波克斯－詹金斯方法对平衡随机序列建模．结果该模型可用来提高ＧＰＳ定位精度,结论ＧＰＳ定位误差数据属于非平衡时间序列,包括周期项序列和平衡随机项序列,其中周期项序列的最大隐含周期为１０ｍｉｎ,平稳随机项序列符合ＡＲ（１）模型．     

GPS软件接收的关键技术

目的讨论GPS软件接收机中核心模块的实现算法,重点研究捕获算法。方法在捕获模块中采用基于DFT的频域快速相乘相关算法,通过相位关系计算出精确的载波频率,同时优化计算;跟踪算法采用软件锁相环路(PLL)实现。结果用MATLAB仿真实现了捕获跟踪过程,相关点峰值高于预设的阈值,成功捕获了GPS信息。结论所采用的基于DFT的频域相关优化算法不仅实现了准确的相关捕获,且可适应实时性需要,为软件接收机的设计实现提供了一种有效的算法。     

GPS转发式欺骗时延分析与优化

为避免全球定位系统(global positioning system,GPS)转发式欺骗中不合理的时延改变接收机钟差,建立了转发式欺骗模型,利用泰勒级数展开的方法推导了时延与定位偏差的映射关系,给出了映射矩阵的具体形式.进而分析了产生负数时延的原因,并研究了时延修正对接收机钟差的影响.在得到映射矩阵基础上,综合接收机钟差和欺骗位置两方面因素,提出一种利用遗传算法优化时延的方法,该方法以接收机钟差改变量和欺骗偏差为寻优准则,在转发器工作范围内寻找符合要求的时延.仿真结果表明,采用遗传算法所得到的时延,对钟差的改变量小于接收机纳秒级的时钟精度,并且欺骗位置在预先设定的范围内,同时结果不再需要修正.该方法可以有效提高转发式欺骗的隐蔽性,为成功实施GPS转发式欺骗提供了参考.