全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是基于人造衛(wèi)星的高精度導(dǎo)航定位系統(tǒng),它可以為用戶提供全天候的天氣、位置信息、精確授時等服務(wù)。目前,該系統(tǒng)主要包括:美國的全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System,GPS）、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)（GLONASS）、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Satellite Navigation System,BDS）以及歐洲的伽利略系統(tǒng)（Galileo）。相較而言,GPS是目前應(yīng)用最廣泛、用戶數(shù)量最多、最成熟的導(dǎo)航系統(tǒng),而中國正在部署的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)及定位導(dǎo)航原理上與GPS系統(tǒng)類似,因此研究GPS系統(tǒng)對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展有著重要的借鑒意義�；鶐盘柼幚硎荊PS接收機的重要部分,基帶接收機通過GPS基帶信號的捕獲和跟蹤,將接收的GPS信號解調(diào),獲得包含各類定位參數(shù)的導(dǎo)航電文,為后續(xù)的導(dǎo)航定位提供解算數(shù)據(jù)。整個過程需要進行大量的數(shù)字信號處理,因而基帶芯片也是整個接收機功耗較大的部分。如何能在保持精度不變的前提下減少數(shù)字信號處理的計算量,從而降低基帶芯片的功耗,是衛(wèi)星接收機特別是其在移動應(yīng)用中研究的熱點問題。本文首先詳細地介紹了接收機的定位... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＧＰＳ定位原理??如圖２．１所示，若知道坐標(biāo)系中衛(wèi)星ｉ的精確位置為（Ｖ，ｄ），衛(wèi)星發(fā)送??ｔ，Ｃ，

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??Ｉ（ｘｌ?—?ｘ）２?＋?（ｙ１?—?ｙ）２?＋?（ｚｌ?—?ｚ）２?＝?ｐｌ?（?２．１）??其中（ｘ，ｙ，ｚ）就是要得到的接收機的位置。方程組２．１有三個未知數(shù)，理論上只??需要三顆衛(wèi)星就可以根據(jù)方程組算出位置結(jié)果。但是在實際應(yīng)用中，衛(wèi)星上的時??鐘與接收機時鐘的時鐘基準(zhǔn)不同，兩個時間的鐘差并不是實際上信號傳輸?shù)臅r間，??利用這個時間差得到的Ｖ并不準(zhǔn)確。為了解決這個問題，ＧＰＳ建立了專用的時鐘??系統(tǒng)作為時間標(biāo)準(zhǔn)。三個時鐘的同步如圖２．２所示。??，Ｓｆ?，?Ｖ??ｙ?Ｉ?？?？衛(wèi)星時鐘??Ｉ?４衛(wèi)星／??Ｉ?、、??Ｉ?｜?、、、、、??Ｉ?！??Ｉ?！?＼??］?Ｉ?、＼接收機《??Ｉ，?Ｓｔ？?，?ｋ??ｊ）?Ｉ?１?？?？接收機時鐘??＾?ｄ）?＾塒＿??圖２．２時鐘系統(tǒng)的同步??圖２．２中，汾＜是衛(wèi)星時間與標(biāo)準(zhǔn)ＧＰＳ時間的時鐘差，該參數(shù)可以根據(jù)星歷??中的時鐘修正參數(shù)計算得到。衛(wèi)星發(fā)送信號的時間一對應(yīng)的ＧＰＳ時間為＂（ｔ），兩??者的數(shù)學(xué)關(guān)系如式２．２所示：??ｔ＾ｔ）?＝?ｔｌ?－５ｔｌ?（２．２）??５ｔｕ是用戶接收機時間與標(biāo)準(zhǔn)ＧＰＳ時間的鐘差，該值通常是未知的，是一個??關(guān)于ＧＰＳ時間的函數(shù)。接收機時間與ＧＰＳ時間關(guān)系如下：??ｆｕ（０?＝?＾ｕ￣?（２．３）??偽距Ｙ⑴定義為時鐘同步后的信號接收時間￣⑴與信號發(fā)送時間ｙ⑴的差??乘以光速ｃ。艮［］：??ｐｌ｛ｔ）?＝?ｃ－?（ｔｕ（ｔ）?－?ｔ�。ǎ簦�?（２．４）??綜上，根據(jù)式２．２到２．４，將接收機位置與衛(wèi)星位置和偽距的關(guān)系式２．１改寫??成式２．５：??６??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??Ｙ??擴頻調(diào)制＋?ＢＰＳＫ調(diào)制」＼??ＰＲＮ碼?載波?＼??衛(wèi)星信號發(fā)射端??????Ｈ?ＢＰＳＫ解調(diào)Ｈ解調(diào)解擴＾１媽??＿＿＿＿＇??本地復(fù)制本地復(fù)制??載波?ＰＲＮ碼??衛(wèi)星信號接收端??圖２．３衛(wèi)星信號的調(diào)制與解調(diào)過程??ＧＰＳ信號有兩組偽隨機碼，一組是用于粗捕獲碼的Ｃ／Ａ碼，一組是用于精??捕獲的Ｐ?（Ｙ）碼。這兩組擴頻碼和導(dǎo)航數(shù)據(jù)碼利用兩個特高頻（ＵＨＦ）段的載??波（Ｌ１和Ｌ２）進行傳輸。Ｃ／Ａ碼只調(diào)制在Ｌ１頻段上，Ｐ（Ｙ）碼在兩個頻段均有??傳輸，且兩種碼是正交的。綜上所述，衛(wèi)星ｉ發(fā)射的信號５七）的格式如公式２．６所??示：??ｓｌ（ｔ）?＝?ｙｌ２ＦｃＣｌ｛ｔ）Ｄｌ｛ｔ）?ｓｉｎ（２７ｒ／Ｌ１ｔ?＋?＋??Ｖ２Ｐ＾Ｆ＇（ｔ）Ｄｌ＇（ｔ）?ｃｏｓ（２７ｒ／Ｌ１ｔ?＋?９，）?＋??Ｖ２Ｐｙ，２ｒ?（ｔ）Ｄ１?⑴?ｃｏｓ（２７Ｔ／Ｌ２ｔ?＋?０２）?（２．６）??其中前兩項為調(diào)制在ＬＩ波段上的信號，包括了?Ｃ／Ａ碼信號和Ｐ?（Ｙ）碼兩種偽??隨機碼調(diào)制信號，第三項為調(diào)制在Ｌ２上的信號，只包含Ｐ?（Ｙ）碼信號。＆，／Ｖａ??和／Ｖ，２分別是這三個信號的平均功率，ｆ（ｔ）和ｙ；（ｔ）分別是衛(wèi)星ｉ產(chǎn)生的Ｃ／Ａ碼和??Ｐ（Ｙ）碼的電平值，Ｚ）；（ｔ）是衛(wèi)星播發(fā)的數(shù)據(jù)碼，心和％分別是載波Ｌ１和Ｌ２的??初始相位。下面對信號的三部分進行具體介紹。??２．２．１載波信號??ＧＰＳ信號是利用兩個特高頻段的載波進行傳輸，載波頻率分別為：??ｆＬ１?＝?１５４／〇?＝?１５７５．４２ＭＨｚ?（２．７）??ｆＬ２?＝?１２０／〇?＝?１２２７．６０ＭＨｚ?（２．

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]GPS基帶信號跟蹤算法的研究和FPGA實現(xiàn)[D]. 孫娟娟.山東大學(xué) 2018
[2]GPS接收機架構(gòu)設(shè)計及FPGA實現(xiàn)[D]. 嚴(yán)余偉.電子科技大學(xué) 2016
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[4]基于FPGA的GPS/BD2雙�；鶐盘柼幚韮�(yōu)化方法研究[D]. 花義峰.北京交通大學(xué) 2015
[5]GPS接收機基帶信號處理算法的設(shè)計與仿真[D]. 李廷.西安電子科技大學(xué) 2011



本文編號：3222400