论文摘要
目前,GPS (Global Positioning System,全球定位系统)已经在全世界得到了广泛的应用,但大多都是在信号条件较理想的环境中。当信号条件不理想时,例如在室内、森林和城市环境条件下,遮挡、多径和干扰等现象较严重,GPS就不能得到很好的应用。在GPS领域内,室内、森林和城市等复杂环境被统称为室内环境。与普通环境相比,GPS信号在室内环境中,能量有更多的削弱和衰落,到达时间有更大的延迟,接收信噪比有更大程度的恶化,所以,其可用性和普通GPS接收机的定位精度都会大大下降,GPS的总体性能会严重恶化,这样普通的GPS接收机将难以捕获和跟踪导航卫星信号。而室内环境恰是人类活动的主要环境之一,在室内环境中有很多重要的GPS应用需求,又高灵敏度GPS接收技术是一种满足室内环境要求的定位技术,所以,高灵敏度GPS接收技术的研究非常必要,高灵敏度GPS接收机已成为当前的研究热点。本文介绍了GPS信号特点,分析了室内环境GPS信号的特性,针对高灵敏度GPS接收技术中的几个关键问题,设计并实现了高灵敏度GPS接收技术研究平台。在此基础之上,设计了高灵敏度GPS接收机系统结构,对高灵敏度GPS捕获和跟踪技术进行了较深入的分析和研究,构造了高灵敏度GPS载波跟踪结构和高灵敏度GPS码多普勒补偿方法,创造性地提出了两种高灵敏度GPS互相关减轻方法∶并行互相关减去法和基于频差因子的并行互相关减去法,及两种高灵敏度GPS码相位测量精化方法∶二阶最小二乘拟合精化法和广义延拓逼近精化法。仿真实验结果表明∶互相关减轻的两种新方法去除互相关效果良好,较前人构造的方法实用性更强,基于频差因子的并行互相关减去法在计算量方面有更大的优势,可以加快高灵敏度GPS接收机信号捕获速度,节省基带信号处理时间;与其它方法相比,码相位测量精化的两种新方法在精确性、稳定性和跟踪作用等方面都分别具有较大优势。广义延拓逼近精化法的精化精度和跟踪精度最高,二阶最小二乘拟合精化法的稳定性最好,且该两种方法计算量小、易于实现,在低信噪比、大码多普勒的情况下引导跟踪,可以使码相位测量达到更好的效果。总之,这些方法在室内环境的高灵敏度GPS接收机中有较好的应用价值。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 研究背景和研究状况1.2 研究方法和步骤1.3 论文内容第二章 GPS 信号产生理论与室内信号特性分析2.1 GPS 信号产生理论2.1.1 GPS 信号构成2.1.2 传输载波2.1.3 P 码2.1.4 C/A 码2.1.5 导航电文2.2 室内环境GPS 信号特性分析2.2.1 信号特性分析2.2.2 对接收机产生的影响2.2.3 结论2.3 小结第三章 高灵敏度GPS 接收机系统设计与算法实现3.1 高灵敏度GPS 接收技术研究平台设计与实现3.1.1 GPS 信号模拟与采集3.1.2 捕获3.1.3 跟踪3.1.4 导航电文提取3.1.5 伪距计算3.1.6 卫星位置计算3.1.7 定位解算3.2 高灵敏度GPS 接收机系统结构设计3.3 高灵敏度GPS 捕获3.3.1 高灵敏度GPS 捕获方法3.3.2 高灵敏度GPS 捕获策略3.3.3 实验结果3.4 高灵敏度GPS 跟踪3.4.1 高灵敏度GPS 跟踪策略3.4.2 高灵敏度GPS 跟踪策略流程设计3.4.3 实验结果3.5 多普勒补偿3.5.1 码多普勒补偿方法3.5.2 码多普勒补偿流程设计3.6 互相关减轻3.7 码相位测量精化3.8 小结第四章 高灵敏度GPS 互相关减轻技术的研究4.1 互相关减轻新算法4.1.1 理论分析与推导4.1.2 原理与具体实现4.1.3 与并行互相关减去法的对比4.2 实验效果4.2.1 并行互相关减去法4.2.2 基于频差因子的并行互相关减去法4.3 小结第五章 高灵敏度GPS 码相位测量精化技术的研究5.1 相关峰精化新方法5.1.1 二阶最小二乘拟合精化法5.1.2 广义延拓逼近精化法5.2 最佳相关峰搜索模块设计5.2.1 模块参数5.2.2 模块设计框图5.2.3 工作流程5.3 实验效果5.3.1 二次曲线插值法精化效果5.3.2 二阶最小二乘拟合精化效果5.3.3 广义延拓逼近精化效果5.3.4 三角匹配精化效果5.3.5 效果对比5.4 性能分析5.4.1 精确性5.4.2 稳定性5.4.3 跟踪作用5.4.4 克拉美罗下限5.5 小结第六章 仿真与分析6.1 高灵敏度GPS 捕获技术的分析与仿真6.1.1 理论分析6.1.2 效果对比6.2 小结第七章 总结与展望7.1 总结7.2 展望参考文献攻读博士学位期间取得的研究成果致谢
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标签：高灵敏度论文; 捕获论文; 跟踪论文; 互相关减轻论文; 码相位测量精化论文;
