GPS軟件接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)與定位算法研究.pdf

1、GPS被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，在測(cè)地測(cè)繪，導(dǎo)航制導(dǎo)，環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域都需要高精度定位。隨著實(shí)際應(yīng)用對(duì)接收機(jī)提出更高的要求，科研人員需要對(duì)單機(jī)GPS的高精度定位進(jìn)行算法研究。雖然硬件接收機(jī)已經(jīng)非常成熟，但是對(duì)硬件接收機(jī)進(jìn)行算法移植或驗(yàn)證，牽涉到固化的硬件資源，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。開(kāi)發(fā)軟件接收機(jī)可以有效的解決此問(wèn)題。射頻前端對(duì)GPS的L1信號(hào)進(jìn)行降頻，然后在中頻上對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，通過(guò)PCI總線傳輸?shù)酵ㄓ肞C機(jī)的存儲(chǔ)空間中。對(duì)中頻信號(hào)的解調(diào)通

2、過(guò)軟件的方法來(lái)完成，可以加快研發(fā)進(jìn)度，具有很高的靈活性。因此，軟件接收機(jī)對(duì)模型搭建和算法驗(yàn)證具有重要意義。本文對(duì)GPS軟件接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)與定位算法進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴論述了GPS軟件接收機(jī)的外部電路實(shí)現(xiàn)。在SUPERSTAR IITM OEM接收機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，分析了GP2015前端芯片的信號(hào)輸出，并介紹了外圍電路模塊的功能和設(shè)計(jì)原理。 ⑵中頻信號(hào)解調(diào)以及導(dǎo)航電文的解碼。對(duì)采集的真實(shí)GPS信號(hào)在時(shí)域和頻域上進(jìn)

3、行捕獲，比較了兩種方法的優(yōu)劣。在跟蹤階段分析了科斯塔斯環(huán)的工作原理，分析了由捕獲傳遞給跟蹤的參數(shù)的意義。 ⑶由中頻采樣數(shù)據(jù)和導(dǎo)航電文解算用戶位置。在解碼階段對(duì)解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行格式校驗(yàn)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為有意義的導(dǎo)航電文。隨后論述了GPS的定位原理以及詳細(xì)討論了偽距的生成。在解碼導(dǎo)航電文的基礎(chǔ)上，通過(guò)最小二乘法完成用戶位置和衛(wèi)星位置的解算。 ⑷用基于非線性濾波的迭代定位算法對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，增強(qiáng)定位算法的魯棒性。討論了兩種最