L1-L2C雙頻車載GPS軟件接收機(jī)快速捕獲算法研究.pdf

1、目前GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中，但是隨著室外自動(dòng)導(dǎo)引車和智能汽車等對(duì)定位精度要求的不斷提高，傳統(tǒng)的單頻 GPS接收機(jī)的定位精度已經(jīng)無法滿足要求。美國 GPS現(xiàn)代化計(jì)劃后出現(xiàn)的雙頻車載軟件接收機(jī)可以有效地解決上述問題。捕獲作為軟件接收機(jī)基帶信號(hào)處理的首要環(huán)節(jié)，是后續(xù)信號(hào)跟蹤和導(dǎo)航解算的基礎(chǔ)。因此，研究性能優(yōu)越的快速捕獲算法對(duì)于提高GPS L1/L2C雙頻軟件接收機(jī)的定位性能，進(jìn)而解決目前車輛定位導(dǎo)航中存在的問題具有重要意義。本

2、文以L1信號(hào)的快速捕獲算法為切入點(diǎn)，著重研究了L2C信號(hào)的輔助快速捕獲算法和直接快速捕獲算法。
　　對(duì)于L1信號(hào)的快速捕獲，本文在傳統(tǒng)的并行碼相位搜索捕獲算法中，引入分裂基FFT代替基-2FFT進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算從而減少了計(jì)算量。對(duì)于L2C信號(hào)的快速捕獲，本文從兩個(gè)角度進(jìn)行了研究，一是在L1信號(hào)捕獲成功的情況下，利用L1信號(hào)的捕獲結(jié)果完成對(duì)L2C信號(hào)的輔助快速捕獲；二是在遮擋環(huán)境中L1捕獲失敗的情況下，利用改進(jìn)的算法完成L2C信號(hào)的直接

3、快速捕獲。
　　對(duì)于L2C信號(hào)的輔助快速捕獲，針對(duì)當(dāng)電離層延遲對(duì)碼相位的同步性產(chǎn)生影響時(shí)，傳統(tǒng)的L1輔助 L2C信號(hào)快速捕獲算法存在碼相位捕獲誤差的問題，本文提出了改進(jìn)的基于時(shí)域相關(guān)的輔助捕獲算法和基于頻域相關(guān)的輔助捕獲算法。前者在運(yùn)算量基本不變的前提下提高了碼相位的捕獲精度，后者基于FFT的實(shí)現(xiàn)方式與L1信號(hào)的快速捕獲算法一脈相承，因而在保證碼相位捕獲精度的同時(shí)，減小了L1/L2C雙頻信號(hào)快速捕獲算法的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
　　對(duì)

4、于L2C信號(hào)的直接快速捕獲，針對(duì)CM碼，本文提出了基于分段FFT和基于分段折疊的兩種CM碼直接捕獲算法，前者降低了算法單次FFT相關(guān)運(yùn)算的點(diǎn)數(shù)，后者降低了算法的整體的運(yùn)算量，均有利于算法在嵌入式軟件接收機(jī)中的實(shí)現(xiàn)；針對(duì)CL碼，本文在Hyper碼算法的基礎(chǔ)上引入平均相關(guān)算法，提出了Hyper碼結(jié)合平均相關(guān)的CL碼直接快速捕獲算法，該算法在不影響捕獲靈敏度的前提下，使得單次FFT相關(guān)運(yùn)算的點(diǎn)數(shù)和整體運(yùn)算量均有所下降，進(jìn)而提高了CL碼的捕獲速