【摘要】：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的快速發(fā)展和不斷完善,極大地推動了衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)及嵌入式定位設(shè)備的應(yīng)用和普及。但是對于大眾消費(fèi)定位服務(wù)市場,衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)過高的功耗,限制了其進(jìn)一步的發(fā)展和推廣,特別是在智能手機(jī)、PND、手表、平板電腦等對功耗要求特別嚴(yán)格、使用量巨大的平臺上。針對衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)過高功耗這一問題,本文重點(diǎn)從以下三個方面進(jìn)行了研究:(1)首先總結(jié)概述了現(xiàn)代數(shù)字導(dǎo)航接收機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu),然后在此基礎(chǔ)上,分析了衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)各模塊的功耗、不同定位模式下的功耗以及影響接收機(jī)功耗的主要因素。針對功耗模型欠缺的問題,給出了衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的完整功耗模型,為接收機(jī)的功耗控制奠定了理論基礎(chǔ)。(2)針對現(xiàn)有的靜態(tài)功耗控制技術(shù),首先建立了性能評估模型,然后針對省電模式中的待機(jī)狀態(tài),給出了待機(jī)前后接收機(jī)的載噪比和動態(tài)性狀態(tài)變化模型,進(jìn)而在不影響定位性能和功耗節(jié)省最大的優(yōu)化目標(biāo)下,給出了理論上最優(yōu)的時間參數(shù)選取并進(jìn)一步地分析了射頻前端帶寬和精度門限的選取對功耗節(jié)省的影響。針對固定帶寬不能兼顧功耗節(jié)省和跟蹤性能的不足,提出一種低功耗的多級帶寬環(huán)路跟蹤方法,對其參數(shù)選取進(jìn)行了優(yōu)化分析,仿真結(jié)果表明該方法能夠保證環(huán)路跟蹤精度,并有效地控制跟蹤功耗。(3)針對固定周期靜態(tài)功耗控制技術(shù)靈活性不足且效率不高的缺點(diǎn),提出了一種自適應(yīng)周期的功耗控制算法,該算法利用速度和載噪比信息,可以預(yù)測下一時刻開啟周期,從而避免不必要的頻繁開啟定位浪費(fèi)過多功耗,通過模擬試驗(yàn)表明,該算法能夠在基本不降低定位性能的前提下,相比定位周期為1秒的省電模式可降低接收機(jī)功耗8%以上。
【圖文】：

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文 功耗的要求上，有著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，高靈敏度接收機(jī)在城區(qū)峽谷環(huán)境下的定成功率、定位精度、捕獲及跟蹤靈敏度均有較高的要求，這就要求接收機(jī)能在足一定定位頻度、定位成功率及定位精度的前提下盡可能的降低接收機(jī)的功耗求。1.1.2 研究意義衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的功耗控制技術(shù)的重要研究意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（一）可用性需求接收機(jī)越低的功耗顯然能夠延長接收機(jī)的工作時限，提高接收機(jī)的可用性，用戶來說具有重要意義。雖然電池容量技術(shù)在不斷發(fā)展，但增長非常有限，近十年電池的容量僅增長 2-4 倍[10]，而這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。所以在現(xiàn)有情況下接收機(jī)實(shí)施低功耗控制就顯得尤為重要了。例如，以下是利用 GPS TEST 軟件對三星手機(jī)中的 GPS 進(jìn)行 1Hz 連續(xù)定位的耗測試，該款手機(jī)的鋰電池容量為 1500mAh，供電電壓為 3.7V。

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文 模式，強(qiáng)制定位模式允許處在休眠過程中的接收機(jī)重新恢復(fù)工作。相似地文獻(xiàn)[23]則定義了連續(xù)模式和功耗節(jié)省模式，，而功耗節(jié)省跟蹤和開啟/關(guān)閉兩種操作，分別對應(yīng)小于 10s 和長于 10s 的更新有指出更新周期內(nèi)的具體時間分配。專利[33][34]提出了微功耗的它通過接收機(jī)周期性（1min）重啟進(jìn)行信號快捕以獲得校正的測常少量的功耗的前提下，可以壓縮接收機(jī)的時頻不確定度，從而定位，降低了定位功耗。文獻(xiàn)[35]則提出了冷啟動、正常、I/O 保功耗控制模式，對應(yīng)于接收機(jī)的不同工作狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN965.5

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