本文關(guān)鍵詞：基于CPM的高動(dòng)態(tài)微弱GNSS基帶信號(hào)捕獲算法的研究

  更多相關(guān)文章： FFT 連續(xù)相位調(diào)制 高動(dòng)態(tài)微弱信號(hào) 信噪比 GPS信號(hào)捕獲

【摘要】：CPM(連續(xù)相位調(diào)制)信號(hào)具有包絡(luò)恒定、高功率、強(qiáng)抗干擾能力和頻譜緊湊等的優(yōu)良特點(diǎn),所以本文研究的高動(dòng)態(tài)弱GNSS信號(hào)捕獲是在CPM傳輸體制的基礎(chǔ)上。GNSS接收機(jī)的相關(guān)技術(shù)中,基帶信號(hào)的捕獲與跟蹤是其核心技術(shù),正確的捕獲是系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)工作的前提,信號(hào)捕獲的靈敏度和速度能夠直接決定GNSS接收機(jī)的性能。目前,GNSS系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,但大多數(shù)是在信號(hào)條件比較理想的環(huán)境中。實(shí)際環(huán)境下接收機(jī)載體處于高速運(yùn)動(dòng)中以及信號(hào)會(huì)受到各種阻擋,而這正是人們活動(dòng)的生活場(chǎng)所,所以要求GNSS接收機(jī)在這樣的環(huán)境中靈敏度越高越好。但信號(hào)微弱、高動(dòng)態(tài)的復(fù)雜環(huán)境是GNSS信號(hào)捕獲的難點(diǎn)。本文就高動(dòng)態(tài)和信號(hào)弱的條件分析影響捕獲性能的因素,首先針對(duì)基本信號(hào)捕獲的方案分析對(duì)比得出高動(dòng)態(tài)的快速相干技術(shù),然后針對(duì)影響高動(dòng)態(tài)弱GPS信號(hào)捕獲的因素對(duì)四種積累算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析給出適用的場(chǎng)合,經(jīng)過(guò)對(duì)比可知選擇相干積累—簡(jiǎn)易差分相干積累相結(jié)合的算法作為高動(dòng)態(tài)弱GPS信號(hào)的捕獲方案,此方案能夠?qū)崿F(xiàn)極低信噪比、載體具有較大速度、加速度下的信號(hào)捕獲。一般來(lái)說(shuō),高動(dòng)態(tài)條件要求的捕獲速度是越快越好,從而積分的時(shí)間是越短越好,而弱信號(hào)條件要求積分時(shí)間越長(zhǎng)越好。因此高動(dòng)態(tài)和弱信號(hào)對(duì)GPS信號(hào)的捕獲來(lái)說(shuō)是一對(duì)矛盾,針對(duì)此問(wèn)題分析得出最佳的捕獲方案是相干積累1ms、簡(jiǎn)易差分相干積累10ms,此方案下的捕獲時(shí)間最短,而且能夠保證8dB的處理增益,滿足微弱信號(hào)捕獲所需的條件。在算法研究的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,為了能夠降低系統(tǒng)的運(yùn)算復(fù)雜度,本文對(duì)FFT之前的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)和FFT并行技術(shù)進(jìn)行了具體的細(xì)節(jié)研究,仿真驗(yàn)證了改進(jìn)的算法,能夠有效的提高算法的性能。
【關(guān)鍵詞】：FFT 連續(xù)相位調(diào)制 高動(dòng)態(tài)微弱信號(hào) 信噪比 GPS信號(hào)捕獲
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 研究背景和意義16-17
• 1.1.1 導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展16-17
• 1.1.2 高動(dòng)態(tài)和弱信號(hào)場(chǎng)景17
• 1.1.3 新的信號(hào)調(diào)制體制17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀17-19
• 1.3 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)19-20
• 1.3.1 論文組織架構(gòu)19-20
• 第二章 GNSS系統(tǒng)的信號(hào)特性20-30
• 2.1 北斗系統(tǒng)信號(hào)特性20
• 2.2 GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)20-28
• 2.2.1 載波信號(hào)20-21
• 2.2.2 GPS信號(hào)中的PRN碼21-23
• 2.2.3 導(dǎo)航電文23
• 2.2.4 GPS信號(hào)調(diào)制方式23-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基本信號(hào)捕獲算法的研究30-40
• 3.1 GPS軟件接收機(jī)30-31
• 3.2 GPS信號(hào)捕獲原理及所考慮的因素31-33
• 3.2.1 多普勒頻移31-32
• 3.2.2 相關(guān)捕獲中對(duì)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的分析32-33
• 3.2.3 頻率搜索步長(zhǎng)33
• 3.3 幾種搜索策略33-36
• 3.3.1 串行搜索33-35
• 3.3.2 并行頻域搜索35
• 3.3.3 并行碼相位搜索35-36
• 3.4 三種搜索策略的對(duì)比36-40
• 3.4.1 搜索次數(shù)的比較37-38
• 3.4.2 載波頻率分辨率38
• 3.4.3 碼相位分辨率38-40
• 第四章 高動(dòng)態(tài)微弱GPS信號(hào)捕獲算法的研究40-66
• 4.1 捕獲算法的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)40-42
• 4.1.1 信噪比S/N40-41
• 4.1.2 檢測(cè)概率和虛警概率41-42
• 4.1.3 預(yù)檢測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)度42
• 4.1.4 平均捕獲時(shí)間42
• 4.2 GPS信號(hào)捕獲的基本模型42-47
• 4.2.1 基于FFT/IFFT捕獲的模型43-47
• 4.3 相干積累47-55
• 4.3.1 捕獲門(mén)限的設(shè)置48-49
• 4.3.2 相干積累的理論性能分析49-51
• 4.3.3 相干積累的仿真分析51-55
• 4.4 非相干積累55-59
• 4.4.1 非相干積累的理論性能分析56-57
• 4.4.2 非相干積累的仿真分析57-59
• 4.5 差分相干積累59-62
• 4.6 簡(jiǎn)易差分相干積累62-64
• 4.6.1 簡(jiǎn)易差分相干積累的性能分析63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-66
• 第五章 高動(dòng)態(tài)微弱GPS信號(hào)捕獲技術(shù)的優(yōu)化66-74
• 5.1 捕獲方案選擇66-68
• 5.2 FFT之前的數(shù)據(jù)預(yù)處理68-71
• 5.2.1 改進(jìn)的平均循環(huán)相關(guān)算法68-71
• 5.3 改進(jìn)的多路并行捕獲技術(shù)71-74
• 第六章 總結(jié)和展望74-76
• 6.1 論文工作總結(jié)74
• 6.2 未來(lái)工作的展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 作者簡(jiǎn)介82-83

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