基于稀疏快速傅里葉變換的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-05 02:19
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用廣泛,遍及交通、物流、農(nóng)業(yè)、航空航天、國(guó)土安全、國(guó)土規(guī)劃、基礎(chǔ)測(cè)繪、地質(zhì)與地震災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面。因其技術(shù)意義非凡,為了不受制于人,保障國(guó)家安全,我國(guó)必須大力發(fā)展北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)。由于衛(wèi)星信號(hào)搜索捕獲時(shí)間決定了GPS/北斗接收機(jī)的性能,因此快速、精確地捕獲衛(wèi)星信號(hào)一直是衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研究的首要課題。衛(wèi)星信號(hào)的捕獲是衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的第一步,GPS/北斗接收機(jī)信號(hào)跟蹤和解調(diào)導(dǎo)航數(shù)據(jù)位都依賴于衛(wèi)星信號(hào)的捕獲。在衛(wèi)星的捕獲中,對(duì)GPS/北斗星座中的每一顆衛(wèi)星需要同時(shí)完成兩個(gè)關(guān)鍵的任務(wù),一是載波多普勒頻移搜索,二是擴(kuò)頻碼初始相位搜索。在現(xiàn)有的捕獲算法中,為覆蓋高速移動(dòng)衛(wèi)星預(yù)期中所有的多普勒頻率范圍,通常在±10kHz之內(nèi)進(jìn)行遍歷的搜索,并進(jìn)行GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的并行碼相位搜索,應(yīng)用了大量的快速傅里葉變換(FFT)運(yùn)算。在目前衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)商業(yè)應(yīng)用非常成熟的情況下,捕獲算法基本規(guī)定下來(lái),加上快速傅里葉變換(FFT)的優(yōu)越性能,好像并不需要改進(jìn)和完善。近年來(lái),稀疏快速傅里葉變換算法(Sparse Fast Fourier Transform;SFFT)的研究取得了突破,它的性能超越了快速傅里...
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
1.3.1 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排
1.4 本章小結(jié)
第二章 GPS/北斗導(dǎo)航系統(tǒng)及信號(hào)特點(diǎn)
2.1 GPS/北斗導(dǎo)航系統(tǒng)
2.1.1 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)
2.1.2 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)
2.2 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的組成和特性
2.2.1 GPS衛(wèi)星信號(hào)的組成和特性
2.2.2 北斗衛(wèi)星信號(hào)的組成和特性
2.3 GPS/北斗中頻信號(hào)源的Matlab仿真
2.3.1 GPS中頻信號(hào)源的Matlab仿真
2.3.2 北斗中頻信號(hào)源的Matlab仿真
2.4 擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.4.1 C/A碼的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.4.2 C碼的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.5 載波信號(hào)的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.6 GPS/北斗信號(hào)的自相關(guān)性
2.7 本章小結(jié)
第三章 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的捕獲算法及性能分析
3.1 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的傳統(tǒng)捕獲模型
3.2 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)傳統(tǒng)捕獲算法
3.2.1 串行捕獲算法
3.2.2 基于FFT并行捕獲算法
3.3 傳統(tǒng)捕獲算法的性能分析
3.3.1 傳統(tǒng)捕獲算法的運(yùn)算量分析
3.3.2 虛警概率和檢測(cè)概率
3.4 本章小結(jié)
第四章 稀疏快速傅里葉變換算法
4.1 稀疏快速傅里葉變換綜述
4.2 實(shí)現(xiàn)稀疏FFT的常用算法
4.2.1 相位編碼
4.2.2 頻域二進(jìn)制搜索算法
4.2.3 基于ALISING搜索算法
4.2.4 哈希處理算法
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)并行碼相位捕獲算法研究及性能分析
5.1 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法原理
5.1.1 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲問題的數(shù)學(xué)建模
5.1.2 衛(wèi)星信號(hào)在頻域具有稀疏性
5.1.3 基于SFFT的并行碼相位捕獲
5.2 基于SFFT的并行碼相位捕獲算法步驟
5.3 下采樣
5.3.1 下采樣算法原理
5.3.2 衛(wèi)星信號(hào)子采樣后子信號(hào)的相關(guān)性
5.3.3 最佳采樣因子的確定
5.4 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)并行捕獲算法的性能分析
5.4.1 算法復(fù)雜度分析
5.4.2 檢測(cè)概率和虛警概率
5.5 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法的實(shí)現(xiàn)和結(jié)果分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝
本文編號(hào):3709467
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
1.3.1 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排
1.4 本章小結(jié)
第二章 GPS/北斗導(dǎo)航系統(tǒng)及信號(hào)特點(diǎn)
2.1 GPS/北斗導(dǎo)航系統(tǒng)
2.1.1 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)
2.1.2 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)
2.2 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的組成和特性
2.2.1 GPS衛(wèi)星信號(hào)的組成和特性
2.2.2 北斗衛(wèi)星信號(hào)的組成和特性
2.3 GPS/北斗中頻信號(hào)源的Matlab仿真
2.3.1 GPS中頻信號(hào)源的Matlab仿真
2.3.2 北斗中頻信號(hào)源的Matlab仿真
2.4 擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.4.1 C/A碼的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.4.2 C碼的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.5 載波信號(hào)的產(chǎn)生和Matlab仿真
2.6 GPS/北斗信號(hào)的自相關(guān)性
2.7 本章小結(jié)
第三章 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的捕獲算法及性能分析
3.1 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)的傳統(tǒng)捕獲模型
3.2 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)傳統(tǒng)捕獲算法
3.2.1 串行捕獲算法
3.2.2 基于FFT并行捕獲算法
3.3 傳統(tǒng)捕獲算法的性能分析
3.3.1 傳統(tǒng)捕獲算法的運(yùn)算量分析
3.3.2 虛警概率和檢測(cè)概率
3.4 本章小結(jié)
第四章 稀疏快速傅里葉變換算法
4.1 稀疏快速傅里葉變換綜述
4.2 實(shí)現(xiàn)稀疏FFT的常用算法
4.2.1 相位編碼
4.2.2 頻域二進(jìn)制搜索算法
4.2.3 基于ALISING搜索算法
4.2.4 哈希處理算法
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)并行碼相位捕獲算法研究及性能分析
5.1 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法原理
5.1.1 GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲問題的數(shù)學(xué)建模
5.1.2 衛(wèi)星信號(hào)在頻域具有稀疏性
5.1.3 基于SFFT的并行碼相位捕獲
5.2 基于SFFT的并行碼相位捕獲算法步驟
5.3 下采樣
5.3.1 下采樣算法原理
5.3.2 衛(wèi)星信號(hào)子采樣后子信號(hào)的相關(guān)性
5.3.3 最佳采樣因子的確定
5.4 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)并行捕獲算法的性能分析
5.4.1 算法復(fù)雜度分析
5.4.2 檢測(cè)概率和虛警概率
5.5 基于SFFT的GPS/北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法的實(shí)現(xiàn)和結(jié)果分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝
本文編號(hào):3709467
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