本文關鍵詞：GPS導航系統(tǒng)L2C信號的跟蹤算法及其實現研究

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【摘要】：全球定位系統(tǒng)（GPS）自成功使用以來,人們一直在不停的對它進行提高和改進。這是因為軍方希望衛(wèi)星能夠發(fā)射功率較大的軍事信號，并且與一般的民用信號進行區(qū)分。而另一方面，民用信號在GPS的抗干擾性、安全性和完整性這些方面，又有進一步的要求。為了能使GPS更好地滿足軍事、民間和商業(yè)用戶不斷增長的應用需求，美國政府啟動了GPS的現代化計劃。新增加的民用信號稱為L2C信號，L2C信號的主要特點是采用前向糾錯編碼和時分復用技術等若干技術，這些技術的采用使得L2C信號具有更低的載波跟蹤門限和數據解調門限。同時，L1C/A信號和L2C信號可以同時被民用用戶接收以校正電離層傳輸延時，從而得到精度更高的定位結果。目前已有八顆現代化的GPS衛(wèi)星支持播發(fā)L2C信號，預計未來五到十年L2C信號將充分運作使用。 本文主要研究L2C信號的跟蹤算法，對捕獲算法也作了簡要的介紹，對各種跟蹤算法進行了對比。根據L2C信號的特點，對L2C信號的跟蹤算法進行了模擬實現，研究了CM碼跟蹤、CL碼跟蹤和融合跟蹤三種算法，并且對三種算法進行了比較，比較的指標為跟蹤誤差的方差，通過比較力圖總結得出三種算法中性能最好的跟蹤算法。為了更好的研究L2C信號的跟蹤算法，本文先從GPS導航系統(tǒng)的基礎知識開始，介紹了GPS導航系統(tǒng)的組成、導航信號的產生和特點以及導航電文的基礎知識，重點放在對GPS接收機的描述上，因為接收機的性能是導航系統(tǒng)定位精度的關鍵所在，它將直接影響導航性能的好壞。在這些基礎之上，仿真CM碼跟蹤、CL碼跟蹤和融合跟蹤三種算法，，并且比較三種跟蹤算法的性能，仿真結果表明，在相同的跟蹤條件下，無論是載波跟蹤還是偽碼跟蹤，融合跟蹤算法都具有更優(yōu)的跟蹤性能，其次是CL碼跟蹤算法，而CM碼跟蹤結果抖動最大，是性能最差的算法。
【關鍵詞】：全球導航系統(tǒng) L2C跟蹤 軟件模擬 接收機
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 研究現狀10-12
• 1.3 論文結構安排12-14
• 第二章 相關背景知識介紹14-28
• 2.1 衛(wèi)星導航基礎14-16
• 2.2 GPS 導航系統(tǒng)組成16-18
• 2.2.1 空間部分16-17
• 2.2.2 地面部分17-18
• 2.2.3 用戶設備部分18
• 2.3 衛(wèi)星信號及導航電文18-21
• 2.3.1 衛(wèi)星信號簡介18-20
• 2.3.2 導航電文20-21
• 2.4 GPS 接收機工作原理21-27
• 2.4.1 接收機體系結構21-23
• 2.4.2 信號捕獲23-26
• 2.4.3 信號跟蹤26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 L2C 信號研究概況28-34
• 3.1 信號綜述28-30
• 3.2 L2C 偽碼介紹30-32
• 3.2.1 偽碼組成30-31
• 3.2.2 偽碼的產生31-32
• 3.3 L2C 信號優(yōu)勢32-33
• 3.3.1 信噪比優(yōu)勢32
• 3.3.2 載波跟蹤門限比較32-33
• 3.3.3 相關性能比較33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 算法實現34-57
• 4.1 跟蹤環(huán)路簡介34-43
• 4.1.1 鎖相環(huán)鑒別器34-36
• 4.1.2 鎖頻環(huán)鑒別器36-37
• 4.1.3 碼相位鑒別器37-38
• 4.1.4 環(huán)路濾波器38-40
• 4.1.5 科斯塔斯環(huán)40-42
• 4.1.6 數控振蕩器42-43
• 4.2 L2C 接收機設計43-46
• 4.2.1 接收機組成43
• 4.2.2 數字接收通道43-44
• 4.2.3 接收信號的處理44-46
• 4.2.4 L2C 軟件接收機組成46
• 4.3 L2C 信號捕獲算法46-51
• 4.3.1 分段折疊算法47-48
• 4.3.2 折疊后 FFT 循環(huán)相關48-49
• 4.3.3 檢測策略49-50
• 4.3.4 捕獲算法仿真結果50-51
• 4.4 L2C 信號跟蹤算法51-55
• 4.4.1 L2C 信號自相關性能51-53
• 4.4.2 CM 跟蹤算法53-55
• 4.4.3 CL 跟蹤算法55
• 4.4.4 融合跟蹤算法55
• 4.5 L2C 信號仿真實現算法55-56
• 4.6 本章小結56-57
• 第五章 L2C 跟蹤算法性能分析57-67
• 5.1 CM 碼跟蹤算法的性能分析57-61
• 5.1.1 載波跟蹤環(huán)57
• 5.1.2 碼跟蹤環(huán)57-61
• 5.2 CL 碼跟蹤算法的性能分析61-62
• 5.3 融合算法的性能分析62-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 參考文獻69-71
• 附錄 1 程序清單71-77
• 附錄 2 攻讀碩士學位期間撰寫的論文77-78
• 致謝78

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 馬安;王寧生;劉建剛;;基于本體的CAPP知識庫管理系統(tǒng)研究[J];機械科學與技術;2007年07期

2 孫進芳;李曉白;金天;;量化對GPS接收機捕獲性能的影響[J];雷達科學與技術;2007年06期

3 李洪;陸明泉;馮振明;;Direct GPS P-Code Acquisition Method Based on FFT[J];Tsinghua Science and Technology;2008年01期

本文編號：759483