高動態(tài)GPS接收機載波跟蹤算法研究與實現(xiàn).pdf

1、本課題研究的主要內(nèi)容是針對高動態(tài)環(huán)境下GPS接收機的載波跟蹤環(huán)路，提出一種基于SR-UKF的載波跟蹤算法，并完成該算法的FPGA設(shè)計實現(xiàn)。
　　 由于載波跟蹤過程是一個非線性的參數(shù)估計過程，特別是在高動態(tài)環(huán)境下，傳統(tǒng)的基于鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)的載波跟蹤環(huán)路難以保證動態(tài)性能。SR-UKF具有UKF的特點，不需要線性化系統(tǒng)模型，在估計非線性過程時有更高的精度，另一方面采用協(xié)方差矩陣的平方根進行載波迭代過程，能避免UKF在濾波過程中由于協(xié)方

2、差矩陣負正定而發(fā)散。所以本論文在詳細分析SR-UKF算法的原理及濾波過程的基礎(chǔ)上，將SR-UKF應(yīng)用于GPS的載波跟蹤，詳細說明了具體算法的設(shè)計過程并確定了載波跟蹤環(huán)路的結(jié)構(gòu)，最后通過Matlab對算法進行仿真，并對比SR-UKF、UKF和EKF的載波跟蹤性能，仿真結(jié)果表明，比UKF具有更好數(shù)值穩(wěn)定性的SR-UKF算法，比EKF具有更高的估計精度。
　　 同時，為了在FPGA上實現(xiàn)該算法，根據(jù)GPS載波跟蹤的具體特點，對該算法進

3、行化簡，化簡后的算法只包含最多4階的矩陣加、減法、矩陣的乘法、下三角矩陣求逆、三角函數(shù)計算和Cholesky分解等運算，避免了復(fù)雜的QR分解，也不需要進行高階的矩陣運算，更易于FPGA的設(shè)計實現(xiàn)，且可以減少FPGA資源的占用。最后，對化簡后的算法進行Matlab仿真，結(jié)果驗證了化簡的正確性。
　　 本論文的另一個主要內(nèi)容是完成SR-UKF算法的FPGA設(shè)計，通過前面部分對算法進行化簡后，實現(xiàn)算法所要設(shè)計的模塊得到明確，這部分詳細