本文關(guān)鍵詞：GNSS低復(fù)雜度偽碼捕獲算法研究

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【摘要】：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)廣泛應(yīng)用于軍民各個領(lǐng)域中,發(fā)展GNSS相關(guān)技術(shù)不但對于交通運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)航有著重要意義,而且關(guān)系到軍事技術(shù)的發(fā)展和國家安全,我國也正在積極地投入到北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中。GNSS發(fā)展至今,已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)精確的定位和授時等功能,與一般通信系統(tǒng)相比,衛(wèi)星系統(tǒng)由于通信體制及信號的特殊性,依然存著一些問題亟待解決。同步是實(shí)現(xiàn)通信傳輸?shù)那疤?而捕獲是同步的首要任務(wù)。由于衛(wèi)星與地面接收機(jī)之間存在相對運(yùn)動,信號傳播過程中所產(chǎn)生的多普勒頻偏,所以GNSS捕獲是一個時頻二維的搜索過程,所需的計算量急劇增加。此外,GNSS信號所采用的偽隨機(jī)碼序列較長,需要搜索的碼片數(shù)量隨之增加,也給GNSS信號的捕獲帶來了很大難度。降低偽碼捕獲算法復(fù)雜度的對于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有重要的意義。現(xiàn)有偽碼捕獲算法大多基于序列的相關(guān)性,提出了一些降低GNSS捕獲復(fù)雜度的方法。然而,基于序列相關(guān)性的捕獲算法已被廣泛研究,復(fù)雜度降低的可行性比較有限。本文首先介紹了GNSS的發(fā)展情況和GNSS捕獲技術(shù)的重要研究意義。然后通過對GNSS信號特性和衛(wèi)星相對運(yùn)動進(jìn)行研究,分析多普勒頻偏和偽隨機(jī)碼長度對于偽碼捕獲復(fù)雜度的影響。接著對現(xiàn)有基于序列相關(guān)性的捕獲算法進(jìn)行仿真分析,對比各種捕獲算法的性能和降低復(fù)雜度的方式,為下一步研究打下基礎(chǔ)。為進(jìn)一步探索降低捕獲復(fù)雜度的可行性,分別借助壓縮感知理論和相位相關(guān)技術(shù),研究了兩種捕獲方案�；趬嚎s感知理論捕獲算法利用GNSS信號的稀疏特性,可以將高維度的信號捕獲過程轉(zhuǎn)化為一個低維度的優(yōu)化問題,通過凸松弛或貪心算法迭代的方式予以解決。而基于相位相關(guān)的捕獲方法,通過對信號序列賦予附加相位,并分析接收信號與本地偽碼之間的相位關(guān)系來實(shí)現(xiàn)捕獲的,通過對該算法捕獲結(jié)構(gòu)的調(diào)整,進(jìn)一步提升了捕獲性能。通過仿真分析和復(fù)雜度研究得出:在信噪比環(huán)境比較理想的情況下,基于壓縮感知的捕獲算法能夠正確完成捕獲,相較基于序列相關(guān)性的捕獲算法,其計算復(fù)雜度大幅降低,但在較為惡劣的噪聲條件下,其捕獲性能迅速惡化;基于相位相關(guān)的捕獲算法,在保證一定性能的條件下,僅使用加法運(yùn)算就可以完成捕獲,與基于序列相關(guān)的捕獲算法相比,性能上差異不大,在一定的應(yīng)用場景下,可以有效降低捕獲算法復(fù)雜度。
【關(guān)鍵詞】：GNSS 捕獲算法 序列相關(guān)性 壓縮感知 相位相關(guān)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 GNSS簡介15
• 1.2 課題研究意義15-16
• 1.3 GNSS捕獲技術(shù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 GNSS偽碼捕獲理論基礎(chǔ)19-29
• 2.1 GNSS系統(tǒng)組成19-20
• 2.1.1 空間段19
• 2.1.2 控制段19
• 2.1.3 用戶段19-20
• 2.2 GNSS信號結(jié)構(gòu)20-23
• 2.2.1 傳輸載波20
• 2.2.2 擴(kuò)頻碼和調(diào)制20-22
• 2.2.3 導(dǎo)航電文22-23
• 2.3 GNSS偽碼捕獲原理23-27
• 2.3.1 多普勒頻偏23-24
• 2.3.2 擴(kuò)頻碼相關(guān)特性24-26
• 2.3.3 擴(kuò)頻碼捕獲原理26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 GNSS捕獲算法29-45
• 3.1 傳統(tǒng)捕獲算法29-32
• 3.1.1 時域串行捕獲算法29-30
• 3.1.2 時域并行捕獲算法30
• 3.1.3 匹配濾波捕獲算法30-32
• 3.2 基于FFT的捕獲算法32-40
• 3.2.1 FFT時域并行捕獲算法32-35
• 3.2.2 FFT頻域并行捕獲算法35-37
• 3.2.3 FFT時頻并行捕獲算法37-39
• 3.2.4 PMF-FFT捕獲算法39-40
• 3.3 XFAST捕獲算法40-42
• 3.4 均值捕獲算法42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于壓縮感知的捕獲算法45-57
• 4.1 壓縮感知理論45-50
• 4.1.1 壓縮感知概述45-46
• 4.1.2 信號的稀疏變換46-47
• 4.1.3 觀測矩陣47-48
• 4.1.4 信號的恢復(fù)48-50
• 4.2 基于壓縮感知的捕獲算法50-55
• 4.2.1 基于壓縮感知的捕獲算法原理50-52
• 4.2.2 算法流程52-53
• 4.2.3 仿真實(shí)現(xiàn)53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 第五章 相位相關(guān)捕獲算法57-75
• 5.1 相位捕獲算法原理57-60
• 5.2 分段相位捕獲算法原理60-67
• 5.2.1 分段相位相關(guān)捕獲原理60-64
• 5.2.2 兩級分層相位相關(guān)捕獲算法64-66
• 5.2.3 結(jié)合時域序列相關(guān)的分段相位相關(guān)捕獲算法66-67
• 5.3 算法仿真分析67-70
• 5.4 復(fù)雜度分析70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 論文總結(jié)75
• 6.2 問題與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 作者簡介83-84

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1 季宇虹;王讓會;;全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)GNSS的技術(shù)與應(yīng)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(yīng)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(xùn)械;邵連軍;王鑫;孫強(qiáng);胡雄5;;GNSS-R地基實(shí)驗(yàn)[J];全球定位系統(tǒng);2006年05期

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

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

8 胡曉;高偉;李本玉;;GNSS導(dǎo)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(shí)驗(yàn)室平臺搭建與測試方法研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2011年09期

10 嚴(yán)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(yù)報[A];2009全國時間頻率學(xué)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(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)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(yīng)用進(jìn)展[A];中國通信學(xué)會第六屆學(xué)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(yīng)用分析[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)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(dǎo)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(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

7 高井祥;閆文林;王堅(jiān);;礦山變形災(zāi)害GNSS現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)研究[A];《測繪通報》測繪科學(xué)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(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)概述[A];中國地球物理學(xué)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(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S08衛(wèi)星導(dǎo)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(wù)中的干擾檢測與減緩計劃[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)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(luò)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(luò)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(jìn)GNSS時代[N];大眾科技報;2007年

6 王立彬;中國全球衛(wèi)星導(dǎo)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(zhǔn)站投入試運(yùn)行[N];中國氣象報;2010年

8 記者 裴蕾;測繪氣象共建GNSS基準(zhǔn)站[N];四川日報;2010年

9 王雅麗;實(shí)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(zhǔn)站建成并試運(yùn)行[N];格爾木日報;2011年

中國博士學(xué)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(xué);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(xué);2014年

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

4 陳良;機(jī)載GNSS/SINS組合精密導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);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(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

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

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

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

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

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

5 張U，

本文編號：1132501