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

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

【摘要】：CPM(連續(xù)相位調(diào)制)信號具有包絡恒定、高功率、強抗干擾能力和頻譜緊湊等的優(yōu)良特點,所以本文研究的高動態(tài)弱GNSS信號捕獲是在CPM傳輸體制的基礎(chǔ)上。GNSS接收機的相關(guān)技術(shù)中,基帶信號的捕獲與跟蹤是其核心技術(shù),正確的捕獲是系統(tǒng)進行后續(xù)工作的前提,信號捕獲的靈敏度和速度能夠直接決定GNSS接收機的性能。目前,GNSS系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應用,但大多數(shù)是在信號條件比較理想的環(huán)境中。實際環(huán)境下接收機載體處于高速運動中以及信號會受到各種阻擋,而這正是人們活動的生活場所,所以要求GNSS接收機在這樣的環(huán)境中靈敏度越高越好。但信號微弱、高動態(tài)的復雜環(huán)境是GNSS信號捕獲的難點。本文就高動態(tài)和信號弱的條件分析影響捕獲性能的因素,首先針對基本信號捕獲的方案分析對比得出高動態(tài)的快速相干技術(shù),然后針對影響高動態(tài)弱GPS信號捕獲的因素對四種積累算法進行實驗仿真,通過實驗分析給出適用的場合,經(jīng)過對比可知選擇相干積累—簡易差分相干積累相結(jié)合的算法作為高動態(tài)弱GPS信號的捕獲方案,此方案能夠?qū)崿F(xiàn)極低信噪比、載體具有較大速度、加速度下的信號捕獲。一般來說,高動態(tài)條件要求的捕獲速度是越快越好,從而積分的時間是越短越好,而弱信號條件要求積分時間越長越好。因此高動態(tài)和弱信號對GPS信號的捕獲來說是一對矛盾,針對此問題分析得出最佳的捕獲方案是相干積累1ms、簡易差分相干積累10ms,此方案下的捕獲時間最短,而且能夠保證8dB的處理增益,滿足微弱信號捕獲所需的條件。在算法研究的實現(xiàn)過程中,為了能夠降低系統(tǒng)的運算復雜度,本文對FFT之前的數(shù)據(jù)預處理技術(shù)和FFT并行技術(shù)進行了具體的細節(jié)研究,仿真驗證了改進的算法,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 高動態(tài)微弱信號 信噪比 GPS信號捕獲
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 研究背景和意義16-17
• 1.1.1 導航系統(tǒng)的發(fā)展16-17
• 1.1.2 高動態(tài)和弱信號場景17
• 1.1.3 新的信號調(diào)制體制17
• 1.2 國內(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)的信號特性20-30
• 2.1 北斗系統(tǒng)信號特性20
• 2.2 GPS信號結(jié)構(gòu)20-28
• 2.2.1 載波信號20-21
• 2.2.2 GPS信號中的PRN碼21-23
• 2.2.3 導航電文23
• 2.2.4 GPS信號調(diào)制方式23-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基本信號捕獲算法的研究30-40
• 3.1 GPS軟件接收機30-31
• 3.2 GPS信號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)捕獲中對數(shù)據(jù)長度的分析32-33
• 3.2.3 頻率搜索步長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 高動態(tài)微弱GPS信號捕獲算法的研究40-66
• 4.1 捕獲算法的性能評價標準40-42
• 4.1.1 信噪比S/N40-41
• 4.1.2 檢測概率和虛警概率41-42
• 4.1.3 預檢測時間的長度42
• 4.1.4 平均捕獲時間42
• 4.2 GPS信號捕獲的基本模型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 簡易差分相干積累62-64
• 4.6.1 簡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 高動態(tài)微弱GPS信號捕獲技術(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)預處理68-71
• 5.2.1 改進的平均循環(huán)相關(guān)算法68-71
• 5.3 改進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 未來工作的展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 作者簡介82-83

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季宇虹;王讓會;;全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)GNSS的技術(shù)與應用[J];全球定位系統(tǒng);2010年05期

2 趙法彬;;為GNSS產(chǎn)業(yè)發(fā)展把脈——“中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應用協(xié)會2010年會”在北京召開[J];數(shù)字通信世界;2010年12期

3 趙玉濱;GNSS的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J];電力系統(tǒng)通信;2001年08期

4 曹沖;;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)競爭格局和發(fā)展趨勢研究[J];全球定位系統(tǒng);2006年03期

5 張訓械;邵連軍;王鑫;孫強;胡雄5;;GNSS-R地基實驗[J];全球定位系統(tǒng);2006年05期

6 曹沖;;GNSS軟件無線電接收機及典型案例[J];全球定位系統(tǒng);2007年01期

7 ;精準時代,聚焦新一代GNSS集成應用[J];數(shù)字通信世界;2007年05期

8 胡曉;高偉;李本玉;;GNSS導航定位技術(shù)的研究綜述與分析[J];全球定位系統(tǒng);2009年03期

9 劉海波;吳德偉;盧艷娥;戴傳金;;GNSS抗干擾實驗室平臺搭建與測試方法研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2011年09期

10 嚴凱;戰(zhàn)興群;秦峰;王啟瑋;;GNSS脆弱性環(huán)境仿真系統(tǒng)設(shè)計[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張慧君;李孝輝;;GNSS系統(tǒng)時間偏差及其監(jiān)測與預報[A];2009全國時間頻率學術(shù)會議論文集[C];2009年

2 ;Supporting capability analysis of present spectrum management resources to GNSS IDM in China[A];第三屆中國衛(wèi)星導航學術(shù)年會電子文集——S01北斗/GNSS導航應用[C];2012年

3 朱旭;;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)在空中交通管理中的應用進展[A];中國通信學會第六屆學術(shù)年會論文集（上）[C];2009年

4 董紹武;;GNSS時間系統(tǒng)及其互操作[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（二）[C];2009年

5 孫曉波;李冶天;;多模GNSS高精度授時在電力系統(tǒng)中的應用分析[A];經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學技術(shù)協(xié)會年會（第四卷）[C];2010年

6 胡曉;高偉;李本玉;;GNSS衛(wèi)星導航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與思考[A];《測繪通報》測繪科學前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

7 高井祥;閆文林;王堅;;礦山變形災害GNSS現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)研究[A];《測繪通報》測繪科學前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

8 馬利華;韓延本;;全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)概述[A];中國地球物理學會第二十三屆年會論文集[C];2007年

9 ;A study of ionospheric scintillation effects on Differential GNSS[A];第三屆中國衛(wèi)星導航學術(shù)年會電子文集——S08衛(wèi)星導航模型與方法[C];2012年

10 甄衛(wèi)民;韓超;杜黎明;陳麗;;我國GNSS開放服務中的干擾檢測與減緩計劃[A];第三屆中國衛(wèi)星導航學術(shù)年會電子文集——S01北斗/GNSS導航應用[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王娜;我GNSS技術(shù)打破國外壟斷[N];科技日報;2007年

2 陶渝;重慶建成國土資源GNSS網(wǎng)絡信息系統(tǒng)[N];中國測繪報;2011年

3 記者 謝必如　特約記者 白文起 通訊員 陶渝;重慶建成國土資源GNSS網(wǎng)絡系統(tǒng)[N];中國國土資源報;2011年

4 王巖;包頭用GNSS管理市政布局[N];中國建設(shè)報;2010年

5 甘勃;“天眼”邁進GNSS時代[N];大眾科技報;2007年

6 王立彬;中國全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),奪下千萬美元大單[N];新華每日電訊;2007年

7 通訊員 彭祥榮;“陸態(tài)網(wǎng)”民勤GNSS基準站投入試運行[N];中國氣象報;2010年

8 記者 裴蕾;測繪氣象共建GNSS基準站[N];四川日報;2010年

9 王雅麗;實施國際化戰(zhàn)略[N];中國測繪報;2010年

10 記者 張敏霞　通訊員 王存林;陸態(tài)網(wǎng)沱沱河GNSS基準站建成并試運行[N];格爾木日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江鵬;地基GNSS探測2D/3D大氣水汽分布技術(shù)研究[D];武漢大學;2014年

2 徐韶光;利用GNSS獲取動態(tài)可降水量的理論與方法研究[D];西南交通大學;2014年

3 李磊;基于GNSS的電離層總電子含量的預測與應用研究[D];大連海事大學;2015年

4 陳良;機載GNSS/SINS組合精密導航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2013年

5 郭瑤;慣性輔助的高動態(tài)GNSS基帶信號跟蹤技術(shù)[D];國防科學技術(shù)大學;2013年

6 張亮;地面復雜環(huán)境下移動三維測量精度改善方法研究[D];武漢大學;2015年

7 甘雨;GNSS/INS組合系統(tǒng)模型精化及載波相位定位測姿[D];解放軍信息工程大學;2015年

8 李俊毅;GNSS動態(tài)相對定位算法研究[D];解放軍信息工程大學;2013年

9 任燁;多場景下的GNSS完好性監(jiān)測方法研究[D];中國科學院研究生院(國家授時中心);2016年

10 陳華;基于原始觀測值的GNSS統(tǒng)一快速精密數(shù)據(jù)處理方法[D];武漢大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉成;GNSS-R應用于測量表層土壤濕度及軟件設(shè)計[D];中國地質(zhì)大學(北京);2015年

2 高榮祥;基于GNSS信號的無源雷達目標探測研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2015年

3 陳聞亞;基于Internet的GNSS高精度位置服務平臺研究與實現(xiàn)[D];西南交通大學;2015年

4 楊晨云鸝;GNSS在地震矩反演中的應用研究[D];西南交通大學;2015年

5 張U，

本文編號：1122961