本文關(guān)鍵詞：相關(guān)系數(shù)在GPS接收機(jī)上的應(yīng)用研究

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【摘要】：無論是GPS、北斗或者伽利略等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),本質(zhì)上都為基于碼分多址的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。在衛(wèi)星端,不同衛(wèi)星通過使用各自的偽隨機(jī)碼對發(fā)射信號進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制,從而使其能夠在同一頻率的載波上播發(fā)自身的導(dǎo)航電文而互不干擾。那么,在接收機(jī)端,接收機(jī)需要同步接收信號中所有的可見衛(wèi)星信號,實(shí)現(xiàn)接收信號的解擴(kuò)解調(diào)。而這一過程由接收機(jī)信號處理流程中的捕獲和跟蹤來完成。當(dāng)接收機(jī)捕獲和持續(xù)跟蹤接收信號時(shí),其中的一個(gè)核心環(huán)節(jié)為接收信號與偽碼副本之間的相關(guān)運(yùn)算,其由基于自相關(guān)函數(shù)的相關(guān)器來完成。一方面,自相關(guān)函數(shù)檢查輸入信號與其自身時(shí)延波形之間的相似程度；另一方面,基于自相關(guān)函數(shù)的相關(guān)器又等價(jià)地稱為匹配濾波器,而匹配濾波器的論證和設(shè)計(jì),是在假設(shè)環(huán)境噪聲為獨(dú)立的加性高斯白噪聲的前提下進(jìn)行的,而衛(wèi)星信號在傳播過程中可能混入其他形式的噪聲,例如脈沖噪聲。受到這兩方面的啟發(fā),本文進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究工作：第一,鑒于相關(guān)系數(shù)在統(tǒng)計(jì)信號處理領(lǐng)域中作為兩路信號之間統(tǒng)計(jì)關(guān)系強(qiáng)弱的量化工具,于是引入了相關(guān)系數(shù)來度量偽隨機(jī)碼的相關(guān)性,分析了幾種常見相關(guān)系數(shù)和匹配濾波器對脈沖噪聲的穩(wěn)健性,隨后的蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)不僅驗(yàn)證了分析結(jié)果,而且還揭示了SR、KT、GC和PRVCC在處理脈沖噪聲干擾時(shí)的優(yōu)越性能;第二,在雷達(dá)、聲納或者GNSS接收機(jī)中,相關(guān)器的實(shí)現(xiàn)通常采用硬件的形式,目的是獲得快速、實(shí)時(shí)的信號相關(guān)處理,應(yīng)此要求,本文設(shè)計(jì)了幾種常見相關(guān)系數(shù)的信號檢測電路；第三,以C/A碼為對象,通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全面驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)作為偽碼自相關(guān)性和互相關(guān)性度量的可行性,設(shè)計(jì)基于相關(guān)系數(shù)的衛(wèi)星信號搜索捕獲算法和碼跟蹤環(huán)路,并將兩者應(yīng)用到開源GPS軟件接收機(jī)中,對在廣東工業(yè)大學(xué)生活西區(qū)十一棟樓頂通過射頻前端采集到的GPS信號進(jìn)行后數(shù)字信號處理,通過剖析捕獲、跟蹤和位置解算這三個(gè)階段的有關(guān)輸出結(jié)果,來驗(yàn)證應(yīng)用了相關(guān)系數(shù)的GPS接收機(jī)的可靠性。無論是理論分析還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果,都充分驗(yàn)證了基于相關(guān)系數(shù)的信號相關(guān)檢測的可靠性,同時(shí)本文創(chuàng)新性的研究工作將為GPS接收機(jī)中相關(guān)器的設(shè)計(jì)提供了替代性的方案。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4

【共引文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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本文編號：1175506