高動(dòng)態(tài)GPS載波跟蹤算法研究.pdf

1、GPS是目前應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，隨著其在導(dǎo)彈、制導(dǎo)和航空、航天等重要高、精、尖領(lǐng)域的越來越廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外對(duì)高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的研究也日益倍受關(guān)注。由于高動(dòng)態(tài)環(huán)境所帶來的最大難題就是由高動(dòng)態(tài)所引起的附加在載波上的很大的多普勒頻移及其變化率會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)的載波跟蹤環(huán)路失鎖，載波跟蹤環(huán)失鎖后又會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致碼跟蹤環(huán)失鎖，從而無法獲取導(dǎo)航電文。因此研究高動(dòng)態(tài)下的GPS載波跟蹤問題是非常重要的。針對(duì)該問題本文在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深一

2、步的探索，提出了一些新的思路和見解，并取得了一些有益成果。
　　 論文首先介紹了GPS信號(hào)，并通過仿真的方法合成了一種典型的高動(dòng)態(tài)GPS信號(hào)，為后面的研究奠定基礎(chǔ)；然后又介紹GPS數(shù)字接收機(jī)的工作原理，在該總體框架下詳細(xì)介紹了GPS跟蹤環(huán)路的工作原理與實(shí)現(xiàn)方法。為了更好地研究基于參數(shù)估計(jì)器的載波跟蹤環(huán)路，本文先通過仿真分析比較了四種參數(shù)估計(jì)算法：擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)、無跡卡爾曼濾波(UKF)、粒子濾波(PF)和無跡粒子濾波(

3、UPF)。在此基礎(chǔ)上本文做了如下有意義的研究工作：
　　 1.由于以往研究工作均基于高斯噪聲假設(shè)，并鑒于實(shí)際應(yīng)用中非高斯噪聲干擾更為普遍，因此本文提出了適合高斯和非高斯噪聲干擾環(huán)境的高動(dòng)態(tài)GPS載波跟蹤方法：基于粒子濾波及其改進(jìn)算法的載波跟蹤環(huán)。
　　 2.直接在數(shù)字域合成了一種典型高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的時(shí)變多普勒頻率信號(hào)，并將該信號(hào)與GPS信號(hào)疊加，合成仿真所需的高動(dòng)態(tài)GPS信號(hào)。
　　 3.分析比較了四種離散非線