GPS系统中的多普勒频率搜索算法

论文摘要

多普勒效应对卫星信号的影响是GPS接收机设计中必须考虑的一个重要部分,且GPS技术越来越多的应用于便携式无线设备的定位中,如手机等。由于受到有限的电池续航能力的限制,需要定位设备有这样的功能：1、在极低的功耗下工作；2、在最短的时间内完成定位。如何使接收机快速的估计多普勒频移,已越来越多的引起人们的关注。本文主要论述了数字化全球定位系统接收机中多普勒搜索的一种改进方法。论文首先介绍了GPS的基本原理。然后,描述了多普勒频率的搜索算法。下变频后的全球定位系统信号覆盖了发生多普勒频移的全球定位系统载波频率的整个范围。根据本文的一些基本原理,对这一经过下变频的全球定位系统信号的采样进行N点傅立叶变换。然后计算N个搜索频率的输出采样值的平方就得到了N功率值。进而就得到与平均功率成正比的N个搜索频率的信号功率值。全球定位系统信号就出现在N个功率值中最大功率值出现的地方。最后,给出了仿真图进行对比。对比分析结果表明：多普勒补偿无信噪比损失,经过多普勒补偿后的信噪比比之前高；且消除了多普勒效应对信号的影响,正确的搜索到信号的频率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 GPS系统概述
• 1.1 GPS系统的概念、服务与应用
• 1.2 我国卫星导航定位系统发展状况
• 1.2.1 我国GPS应用领域
• 1.2.2 我国GPS产业化和应用服务体系的建立
• 1.3.3 存在的问题
• 1.3 中国自主研制的第一代卫星导航定位系统
• 1.4 本文的主要研究工作和内容安排
• 第二章 GPS基本原理
• 2.1 GPS信号的结构
• 2.1.1 C/A码
• 2.1.2 P码
• 2.1.3 导航电文
• 2.1.4 载波信号
• 2.2 GPS卫星定位原理
• 2.2.1 伪距测量
• 2.2.2 载波相位测量
• 第三章 GPS接收机基本原理
• 3.1 GPS接收机的分类
• 3.1.1 按接收机的用途分类
• 3.1.2 按接收机的载波频率分类
• 3.1.3 按接收机通道类型分类
• 3.2 GPS接收机的结构
• 3.3 GPS接收机原理
• 第四章 GPS卫星信号的多普勒效应
• 4.1 多普勒频移
• 4.2 多普勒频率变化率
• 4.3.1 多普勒频率平均变化率
• 4.3.2 最大多普勒频率变化率
• 4.3.3 用户加速度引起的多普勒频率变化率
• 第五章 GPS接收机的多普勒搜索过程及算法
• 5.1 GPS接收机的多普勒搜索过程
• 5.2 多普勒搜索算法
• 5.3 多普勒频率补偿技术
• 5.3.1 具体实现
• 5.3.2 仿真结果
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果