高動態(tài)GPS載波跟蹤算法研究.pdf

1、GPS是目前應用最廣泛的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，隨著其在導彈、制導和航空、航天等重要高、精、尖領域的越來越廣泛的應用，國內外對高動態(tài)GPS接收機的研究也日益倍受關注。由于高動態(tài)環(huán)境所帶來的最大難題就是由高動態(tài)所引起的附加在載波上的很大的多普勒頻移及其變化率會導致傳統(tǒng)的載波跟蹤環(huán)路失鎖，載波跟蹤環(huán)失鎖后又會進一步導致碼跟蹤環(huán)失鎖，從而無法獲取導航電文。因此研究高動態(tài)下的GPS載波跟蹤問題是非常重要的。針對該問題本文在前人研究的基礎上進行了更深一

2、步的探索，提出了一些新的思路和見解，并取得了一些有益成果。
　　 論文首先介紹了GPS信號，并通過仿真的方法合成了一種典型的高動態(tài)GPS信號，為后面的研究奠定基礎；然后又介紹GPS數(shù)字接收機的工作原理，在該總體框架下詳細介紹了GPS跟蹤環(huán)路的工作原理與實現(xiàn)方法。為了更好地研究基于參數(shù)估計器的載波跟蹤環(huán)路，本文先通過仿真分析比較了四種參數(shù)估計算法：擴展卡爾曼濾波(EKF)、無跡卡爾曼濾波(UKF)、粒子濾波(PF)和無跡粒子濾波(

3、UPF)。在此基礎上本文做了如下有意義的研究工作：
　　 1.由于以往研究工作均基于高斯噪聲假設，并鑒于實際應用中非高斯噪聲干擾更為普遍，因此本文提出了適合高斯和非高斯噪聲干擾環(huán)境的高動態(tài)GPS載波跟蹤方法：基于粒子濾波及其改進算法的載波跟蹤環(huán)。
　　 2.直接在數(shù)字域合成了一種典型高動態(tài)運動所對應的時變多普勒頻率信號，并將該信號與GPS信號疊加，合成仿真所需的高動態(tài)GPS信號。
　　 3.分析比較了四種離散非線