本文關鍵詞：高動態(tài)GNSS信號快速捕獲算法研究

  更多相關文章： 快速捕獲 多普勒頻移 PMF-FFT 扇貝損失

【摘要】：近年來，隨著全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)的迅速發(fā)展以及各個領域對定位，導航服務需求量的飛速上升，用戶端對導航定位的精度等性能提出了越來越高的需求。而高動態(tài)下的實時捕獲是保證接收機高精度的一個至關重要的問題。接收機對導航信號的捕獲過程實質上就是對偽碼相位和載波多普勒頻移的二維搜索過程。高動態(tài)環(huán)境下接收信號的載波多普勒頻移非常大，不利于信號的快速捕獲。本文研究的基于PMF-FFT的捕獲算法著眼于解決高動態(tài)大多普勒頻移下的快速捕獲問題。 本文首先對GNSS系統(tǒng)進行了簡要的分析介紹。分析可GPS的C/A碼的產生以及相關特性，并分析了高動態(tài)環(huán)境下GNSS信號的特點。 其次深入研究了GNSS系統(tǒng)中信號捕獲的基本原理。并對時域滑動相關捕獲算法和基于FFT捕獲算法這兩種傳統(tǒng)方法進行了分析和比較，之后重點研究了匹配濾波捕獲算法，對其捕獲原理進行了詳細的推導，，分析了匹配濾波算法的捕獲性能，指出其在多普勒頻移較大時的缺陷。針對在多普勒頻移較大時的衰減問題，基于匹配濾波算法而引入的PMF-FFT算法是通過FFT方法來補償匹配濾波器的衰減，但同時PMF-FFT算法由于引入FFT運算也引入了扇貝損失。本文給出了PMF-FFT算法的數學模型，分析了捕獲基本原理，從數學上推導并分析了其幅頻響應的特點。 針對了PMF-FFT捕獲系統(tǒng)設計中部分匹配濾波器長度的選擇問題，本文研究了部分匹配濾波器長度的改變對多個性能指標產生的影響，給出了部分匹配濾波器長度的選取準則。本文針對PMF-FFT算法中的扇貝及相關損失采取了兩種補償方式：補零和加窗來進行改進。并對各種升余弦窗進行了研究比較并提出了改進的窗函數方法。后對改進的算法進行了性能分析，論證了其較原算法具有更優(yōu)秀的檢測概率與更短的捕獲時間，證實了改進后算法的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：快速捕獲 多普勒頻移 PMF-FFT 扇貝損失
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.1.1 GNSS 系統(tǒng)的形成9-10
• 1.1.2 GNSS 系統(tǒng)的信號體制10-11
• 1.1.3 GNSS 信號的捕獲11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究內容13-14
• 第2章 GNSS 系統(tǒng)及信號特性14-26
• 2.1 GNSS 系統(tǒng)的組成14-16
• 2.1.1 空間段14-15
• 2.1.2 控制段15
• 2.1.3 用戶段15-16
• 2.2 GNSS 信號特性16-21
• 2.2.1 美國 GPS 系統(tǒng)16-20
• 2.2.2 歐洲 Galileo 系統(tǒng)20
• 2.2.3 俄羅斯 GLONASS 系統(tǒng)20-21
• 2.2.4 中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)21
• 2.3 GNSS 系統(tǒng)的定位原理21-22
• 2.4 GNSS 接收機的基本結構22-23
• 2.5 高動態(tài)下 GNSS 信號的特點23-25
• 2.6 本章小結25-26
• 第3章 GNSS 系統(tǒng)信號的同步捕獲算法研究26-43
• 3.1 GNSS 信號捕獲原理26-27
• 3.1.1 二維搜索26
• 3.1.2 頻率搜索步長26-27
• 3.1.3 碼相位搜索步長27
• 3.2 GNSS 的傳統(tǒng)捕獲算法27-31
• 3.2.1 時域滑動相關捕獲算法27-29
• 3.2.2 基于快速傅立葉變換的捕獲算法29-31
• 3.3 基于匹配濾波器的捕獲算法31-38
• 3.3.1 匹配濾波器原理31-35
• 3.3.2 匹配濾波器算法的捕獲性能35-38
• 3.4 基于 PMFFFT 的捕獲算法38-42
• 3.4.1 PMFFFT 算法的結構及原理38-40
• 3.4.2 PMFFFT 算法的數學分析40-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 PMFFFT 的捕獲算法特性研究及優(yōu)化43-63
• 4.1 PMFFFT 算法中部分匹配濾波器長度設計準則43-50
• 4.1.1 多普勒頻率估計范圍43-44
• 4.1.2 相關損失44
• 4.1.3 扇貝損失44-46
• 4.1.4 虛警概率46-47
• 4.1.5 檢測概率47-48
• 4.1.6 平均捕獲時間48-49
• 4.1.7. PMFFFT 算法濾波器的長度選取因素總結49-50
• 4.2 PMFFFT 算法優(yōu)化50-60
• 4.2.1 扇貝損失的改善50-54
• 4.2.2 相關損失的改善54-59
• 4.2.3 改進后 PMFFFT 的系統(tǒng)結構框圖59-60
• 4.3 改進后的捕獲性能分析60-62
• 4.3.1 檢測概率60-61
• 4.3.2 捕獲時間61-62
• 4.4 本章小結62-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-69
• 致謝69

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：567069