GNSS弱信號捕獲跟蹤模塊的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著技術(shù)進(jìn)步對GPS導(dǎo)航應(yīng)用的不斷發(fā)展與普及，GNSS接收機(jī)也同樣在飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航接收機(jī)在某些特殊的環(huán)境下，如室內(nèi)，隧道或者是深山密林中，衛(wèi)星信號通過大氣層然后到達(dá)這些特殊環(huán)境下往往功率衰減到無法完成定位工作。所以，研究在弱信號條件下提高接收機(jī)的性能是至關(guān)重要的。本文主要是對弱信號條件下捕獲跟蹤模塊的研究與設(shè)計。
　　（1）首先分析了弱信號下的信道特點，研究GPS導(dǎo)航接收機(jī)結(jié)構(gòu)。研究對弱信號的條件下接收機(jī)所面對的問題和

2、需要改進(jìn)的地方。分析了幾種經(jīng)典的捕獲跟蹤算法的優(yōu)缺點；研究了PWF-FFT（部分匹配濾波器結(jié)合FFT）算法，針對PMF-FFT算法的不足：相位不能夠完全補(bǔ)償從而會引起扇貝損失這一缺點進(jìn)行改進(jìn)和分析，利用補(bǔ)零法改進(jìn)了PWF-FFT算法：將輸入信號下變頻為兩個特殊基頻，然后被兩組匹配濾波器濾波進(jìn)行零填充通過FFT模塊傳送到頻域，將兩個FFT的輸出通過索引組合來提高弱信號條件下接收機(jī)的捕獲性能。
　　（2）然后分析了跟蹤模塊的碼跟蹤環(huán)路

3、、載波跟蹤環(huán)路、載波濾波器，跟蹤模塊環(huán)路濾波器采用二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)的設(shè)計方案，提高接收機(jī)在弱信號條件下的跟蹤性能。研究傳統(tǒng)的位同步算法，提出了能量累加極小值位同步算法來對信號進(jìn)行解調(diào)，提高了弱信號條件下的位同步性能。并通過MATLAB進(jìn)行了算法性能驗證。
　?。?）本文最后使用Verilog HDL在EDA工具上對捕獲跟蹤模塊進(jìn)行了硬件設(shè)計，如多普勒搜索，數(shù)字匹配濾波器，C/A碼移位模塊，載波發(fā)生器模塊，鎖相環(huán)、碼NCO模