本文關(guān)鍵詞：應用于近紅外光譜儀中的GPS信號系統(tǒng)研究

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【摘要】：以GPS技術(shù)為代表的定位技術(shù)已經(jīng)成為全球發(fā)展最快的信息產(chǎn)業(yè)之一，在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應用。出于節(jié)省人力，降低人為出錯率和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)礦物分布地圖的實現(xiàn)，本文將GPS定位技術(shù)引入到了實驗室的便攜式近紅外礦物光譜分析儀中。測試礦物成分的工作性質(zhì)決定了儀器的工作地點會經(jīng)常在室內(nèi)，森林或地形復雜的野外等GPS信號比較弱的環(huán)境下。在這樣的環(huán)境下普通GPS接收機無法捕獲跟蹤GPS信號，這就需要開發(fā)出適用于弱信號下的GPS接收機。本文從市場常見的GPS芯片出發(fā)，基于軟件GPS接收機結(jié)構(gòu)，針對弱信號做了相關(guān)的一些算法分析，實驗測試和仿真驗證等工作。主要的研究內(nèi)容有： 1、首先從國內(nèi)外現(xiàn)狀和GPS背景出發(fā)說明了論文的研究意義和目的，接著對GPS的測量原理，GPS系統(tǒng)構(gòu)成和信號特點進行了介紹，重點介紹了載波，C/A和導航電文。 2、對GPS接收算法進行了研究，按照信號處理的先后順序，首先分析了傳統(tǒng)的算法中信號捕獲的串行線性搜索，單位搜索和為了提高運算速度的并行頻率搜索和并行碼相位搜索算法，信號跟蹤時的載波環(huán)，碼環(huán)，以及最后提取導航數(shù)據(jù)時的位同步，幀同步。 3、針對GPS室內(nèi)信號弱的問題，提出了改進算法，在信號捕獲方面主要提出了三種算法，相干積分，非相干積分和差分相干積分，并進行了優(yōu)劣分析。發(fā)現(xiàn)信噪比提高方面相干積分最好，差分相干次之，非相干積分最差，但相干積分的運算量也是最大的，將近是其他算法的10倍，最后進行了仿真實驗，證明差分相干是最好的。 4、采用了市面上常用的一款芯片REB-3571，，設(shè)計了相關(guān)的硬件電路和軟件程序，實現(xiàn)了GPS時間和經(jīng)緯度的提取和上層顯示。在串口傳輸時，實現(xiàn)了上層控制的分時上傳，解決了GPS數(shù)據(jù)獨占串口的問題，使得它和光譜數(shù)據(jù)能共用一個串口進行傳輸。最后加入了改進的捕獲算法，對實際效果進行了測試。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4;TH744.1

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