GNSS軟件接收機同步技術(shù)研究.pdf

1、GNSS接收機的同步技術(shù)包括對衛(wèi)星信號的捕獲和跟蹤技術(shù)，目的是使接收機產(chǎn)生的本地載波頻率和擴頻碼的碼相位能夠和衛(wèi)星信號一致，從而可以解調(diào)出導(dǎo)航電文。調(diào)整本地信號和衛(wèi)星信號同步的過程同時也是測量接收機和衛(wèi)星之間的偽距和相對運動速度的過程，這些都是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機獲取定位信息的關(guān)鍵參數(shù)。因此可以說GNSS接收機的同步技術(shù)是實現(xiàn)GNSS接收機關(guān)鍵技術(shù)。 由于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)日新月異，使用軟件接收機的思想進行衛(wèi)星信號同步技術(shù)的研究具有高度的靈

2、活性和較低的成本，是比較適應(yīng)當(dāng)前導(dǎo)航技術(shù)飛速發(fā)展的研究方法。在本文中將主要從軟件接收機的視點關(guān)注衛(wèi)星信號在接收機中實現(xiàn)捕獲和跟蹤的數(shù)據(jù)處理過程而非硬件實現(xiàn)。 本文首先介紹了GPS和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本概況和特點，并給出了GPS和伽利略衛(wèi)星信號的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成形式。之后分析了軟件接收機的前端構(gòu)成，討論了對衛(wèi)星導(dǎo)航信號的采樣頻率的要求。提出了對中高頻信號帶通采樣的原則，以及對包含擴頻碼的信號的采樣的要求。同時介紹了當(dāng)前非常受到關(guān)注的，

3、在伽利略信號方案中廣泛采用的新型調(diào)制信號——BOC信號的基本概念和頻譜特點，根據(jù)BOC信號的特點，分析了對BOC信號帶通采樣的方案。 在上述的基礎(chǔ)上，本文開始對衛(wèi)星導(dǎo)航信號包括BPSK和BOC信號的捕獲進行研究。討論了三種比較適用于軟件方法實現(xiàn)的捕獲方法：時域相關(guān)的串行搜索方法、載波并行偽碼串行搜索方法以及偽碼并行載波串行搜索方法。并用這三種方法對BPSK信號作了捕獲仿真。由于BOC信號自相關(guān)函數(shù)具有多峰值性，本文采用邊帶處理的

4、思想，對基本的捕獲方法作了相應(yīng)的改進，消除了捕獲過程中的多峰值性。并用改進的方法對伽利略信號中的三種BOC信號作了仿真。 對導(dǎo)航信號的跟蹤是分兩個部分展開，一個是載波跟蹤環(huán)，實現(xiàn)對衛(wèi)星信號載波的精確跟蹤；另一個是碼跟蹤環(huán)，用來實現(xiàn)碼相位的精確對準(zhǔn)。在載波跟蹤環(huán)的討論中，主要討論了鎖相環(huán)的基本原理，載波跟蹤環(huán)的工作過程以及幾種相位誤差鑒別器的算法，并用simulink對二階鎖相環(huán)作了仿真。碼跟蹤環(huán)整個環(huán)路的數(shù)學(xué)模型和載波跟蹤環(huán)基本