高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)載波跟蹤算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本課題研究的主要內(nèi)容是針對(duì)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下GPS接收機(jī)的載波跟蹤環(huán)路，提出一種基于SR-UKF的載波跟蹤算法，并完成該算法的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
　　 由于載波跟蹤過(guò)程是一個(gè)非線性的參數(shù)估計(jì)過(guò)程，特別是在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下，傳統(tǒng)的基于鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)的載波跟蹤環(huán)路難以保證動(dòng)態(tài)性能。SR-UKF具有UKF的特點(diǎn)，不需要線性化系統(tǒng)模型，在估計(jì)非線性過(guò)程時(shí)有更高的精度，另一方面采用協(xié)方差矩陣的平方根進(jìn)行載波迭代過(guò)程，能避免UKF在濾波過(guò)程中由于協(xié)方

2、差矩陣負(fù)正定而發(fā)散。所以本論文在詳細(xì)分析SR-UKF算法的原理及濾波過(guò)程的基礎(chǔ)上，將SR-UKF應(yīng)用于GPS的載波跟蹤，詳細(xì)說(shuō)明了具體算法的設(shè)計(jì)過(guò)程并確定了載波跟蹤環(huán)路的結(jié)構(gòu)，最后通過(guò)Matlab對(duì)算法進(jìn)行仿真，并對(duì)比SR-UKF、UKF和EKF的載波跟蹤性能，仿真結(jié)果表明，比UKF具有更好數(shù)值穩(wěn)定性的SR-UKF算法，比EKF具有更高的估計(jì)精度。
　　 同時(shí)，為了在FPGA上實(shí)現(xiàn)該算法，根據(jù)GPS載波跟蹤的具體特點(diǎn)，對(duì)該算法進(jìn)

3、行化簡(jiǎn)，化簡(jiǎn)后的算法只包含最多4階的矩陣加、減法、矩陣的乘法、下三角矩陣求逆、三角函數(shù)計(jì)算和Cholesky分解等運(yùn)算，避免了復(fù)雜的QR分解，也不需要進(jìn)行高階的矩陣運(yùn)算，更易于FPGA的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，且可以減少FPGA資源的占用。最后，對(duì)化簡(jiǎn)后的算法進(jìn)行Matlab仿真，結(jié)果驗(yàn)證了化簡(jiǎn)的正確性。
　　 本論文的另一個(gè)主要內(nèi)容是完成SR-UKF算法的FPGA設(shè)計(jì)，通過(guò)前面部分對(duì)算法進(jìn)行化簡(jiǎn)后，實(shí)現(xiàn)算法所要設(shè)計(jì)的模塊得到明確，這部分詳細(xì)