弱信號(hào)GPS接收機(jī)的捕獲算法研究.pdf

1、隨著美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)展，高靈敏接收技術(shù)逐漸成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。載人登月作為我國(guó)目前一項(xiàng)重大的航天工程，需要有完整可靠的導(dǎo)航功能對(duì)其進(jìn)行支持。利用地面的GPS對(duì)月面進(jìn)行導(dǎo)航是諸多可選導(dǎo)航方案中的一種，而該方案的一個(gè)關(guān)鍵問題就是如何在月面附近有效接收由地面?zhèn)鞑淼奈⑷鮃PS衛(wèi)星信號(hào)。
　　本論文研究了弱信號(hào)條件下，GPS接收中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：捕獲技術(shù)。主要研究了適合于弱信號(hào)捕獲的各種算法并給出相應(yīng)的仿真結(jié)果，為利

2、用地面GPS對(duì)月面進(jìn)行導(dǎo)航提供理論依據(jù)。這些算法不依賴于外界（如無線網(wǎng)絡(luò)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等）的任何輔助信息，可以獨(dú)立地在單臺(tái)GPS接收機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了GPS的信號(hào)特性，描述了GPS信號(hào)的功率和多普勒頻移特性；為了對(duì)弱信號(hào)捕獲的各種算法進(jìn)行仿真，建立了GPS數(shù)字中頻信號(hào)的仿真模型。
　　其次，本論文闡述了GPS信號(hào)捕獲的基本理論。建立了一個(gè)新的捕獲模型，能夠更有效地表征大部分捕獲系統(tǒng)；給出了評(píng)價(jià)捕獲性能的指標(biāo)和

3、參數(shù)。對(duì)常規(guī)捕獲算法的性能進(jìn)行了分析和仿真。
　　然后，本論文重點(diǎn)研究了弱信號(hào)捕獲的各種算法。在介紹了對(duì)弱信號(hào)捕獲時(shí)需要考慮的一些主要影響因素后，重點(diǎn)研究了為提高捕獲判決量信噪比的各種信號(hào)累積算法和消除導(dǎo)航比特符號(hào)翻轉(zhuǎn)影響的方法；詳細(xì)研究了相干-非相干積分捕獲算法和差分積分捕獲算法，對(duì)每一種算法捕獲判決量的統(tǒng)計(jì)特性、捕獲判決閾值設(shè)置方法和最終的捕獲性能進(jìn)行了分析；給出了相應(yīng)的Matlab仿真結(jié)果。
　　最后，在簡(jiǎn)要分析了月面