GPS接收机基带信号处理算法的研究及实现

《GPS接收机基带信号处理算法的研究及实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要全球定位系统(GlobalPositioningSystem---43PS)作为全球最重要的定位系统经过二十多年的发展已经日臻成熟和完善，因其所具备的高可靠性、高精度、低成本、具有便携可移动能力的特点，逐渐被越来越多的用户采用。本文重点研究了GPS接收机的基带数字信号处理算法。首先对伪噪声序列的特点和GPSSEU接收机的整体结构做了分析和介绍。其次研究了采用FFT方法捕获GPS信号的算法，包括FFT方法的捕获性能，其检测概率、检测阈值和信噪比的关系。为了进一步提高捕获灵敏度又引入了非相干积累方法，研究了非相干累加值的统计特性，得到了在固定虚警概率下检测阈值和噪底的关系曲线。论文还研究

2、了GPS跟踪算法，通过推导得到了传统Costas鉴相器、面向判决鉴相器和二相反正切鉴相器输出误差的概率密度函数，并以此为基础得到了方差特性曲线，证明了二相反正切鉴相器在低信噪比环境下性能最优。本文还研究了环路滤波器的结构和参数对跟踪性能的影响，码跟踪环的结构和码鉴别函数，以及载波环和码环结合在一起的完整跟踪方案。论文最后将上述理论研究应用于GPSSEU接收机中。第五章给出了GPSSEU接收机的详细测试结果，其捕获灵敏度达到一145dBm，跟踪灵敏度达到．149dBm，定位精度小于IOta，动态性能最大为2．59。这个测试结果和理论分析是一致的。关键字：GPS，FFT捕获方法，检测概率，检测阈

3、值，鉴相器，环路滤波器ABSTRACTTheglobalpositioningsystem(GPS、hastendedtobemoreandmoreimportantafterabouttwentyyears’development．Becauseofitsgoodaccuracy,reliablequality,lowcostandportability,itisgraduallyusedinmoreandmorefieldssuchastransportation，rescue，weatherforecastandSOon．TheprincipleofGPSbase-bandalgori

4、thmanditsimplementationismainlystudied．Firstthecharacteristicsoftheauto-correlationofPNcodeandtheentirearchitectureofthereceiverGPSSEUaleintroduced．ThentheGPSsignalacquisitionmethodbyFFTisstudied，includingitscapabilities，therelationshipbetweentheprobabilityoffalsealarmanddetectionunderdifferentCNR．

5、Toimprovetheacquisitionperformancethenon-coherentaccumulationmethodisproposed．Thecurveoftherelationshipbetweenthedetectionthresholdandthenoisefloorunderconstantfalsealarmprobabilivyisgotwhenderivingthestatisticfunctionofthenon-coherentvalue．Inthetrackingpart,firstlythreekindsofphasedetector(PD)，the

6、conventionalCostasPD，direct-decisionPDand觚AN—PD，areanalyzedandcomparedunderthecircumstancewithnoise．ItisprovedthattheATAN—PDisoptimumespeciallywhentheSNRislow．Thenthecharacteristicsoftheloopfilter’Sstructureandparametersandtheireffectsonperformancealeelaborated．Afterastudyofthecodeloopstructureandi

7、tsphasedetector,aintegratedtrackingschemeisdetermined．AllthestudyproductioninthispaperareputintoapplicationinthereceiverGPSSEUintheend．ThedetailedtestresultsofGPSSEUalegiveninfifthchapter．Itshowsthattheacqu