GNSS软件接收机中相关捕获算法研究

为了适应全球卫星导航定位系统(GNSS)接收机的发展趋势,研究了一种GNSS软件接收机捕获多个星座卫星信号的相关捕获算法.该算法可以同时接收和处理GPS和Galileo两个系统L1频段内所有民用信号,通过仿真分析了影响算法性能的因素--本地复现序列数,并给出了利用Simulink和程序实现的算法来捕获两个系统民用信号的结果.结果表明,该算法可以很快地捕获到系统信号,具有灵活、方便、简单的特点,对软件接收机的设计有指导意义.     

全球导航卫星系统矢量载波环的设计与分析

为了减弱在传统跟踪算法中不良通道或者解算错误带来的影响,提出自适应载波跟踪算法.算法的基本思想是通过矢量环辅助标量环而不是完全替代标量环实现信号的跟踪.它在每个跟踪通道里添加一个卡尔曼滤波器,该滤波器利用当前鉴频器输出的频率残差与导航处理器反馈的载波频率进行环路更新;根据两者的方差,自动调节通道滤波器的增益因子,保持更加准确的载波估计频率.不同于传统矢量跟踪算法必须在完成导航解算后才更新跟踪环路,改进算法运行在每个跟踪通道上并根据环路积分间隔更新跟踪环路,因此可以在低解算速率的要求下跟踪更大的动态范围.改进算法结合了矢量与标量环路两者的优势,具有矩阵小和数据处理简单的特点.仿真结果表明,该算法较传统算法提高了信号跟踪的准确性和鲁棒性.     

卫星导航接收机测速精度测量方法研究

以GPS为例,研究卫星导航接收机动态测量精度的测量方法。讨论了被动式导航接收机的测速原理,阐述了卫星导航信号模拟源产生信号的基本方法,说明通过调节模拟源中各延迟环节的时延量,即可模拟产生相对于载频的频偏,以此作为接收机动态的理论真值并与实际测量值相比较,可获得包括速度在内的动态测量精度。在理论分析的基础上介绍了基于模拟源的接收机测速精度测量的实现方法。     

基于大步进串行捕获的DS/BPSK导航接收机捕获性能研究

针对低信噪比条件下导航接收机长伪码序列的快速捕获问题,提出了一种大步进串行捕获方案,实行区间与区间之间串行捕获,区间内并行捕获.给出了系统硬件实现的原理框图,建立了系统的数学模型,采用状态转移函数推导了系统平均捕获时间的计算表达式.在综合考虑伪码相位误差,多普勒频移和噪声干扰的基础上,详细分析了系统的捕获性能.     

基于MAX2769的GPS软件接收机

本文设计了基于MAX2769射频前端,可采集L1波段的民用GPS软件接收机。将采集到的GPS信号,转换为数字中频信号,然后通过对信号的捕获、跟踪,获得卫星与接收机之间的相对伪距,并最终用于定位解算。     

MIMU辅助旋转弹丸GPS接收机跟踪环路设计

在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估计多普勒频移的方法设计二阶载波跟踪环路,建立了环路的模型,并对环路的跟踪性能进行了MATLAB仿真.结果表明:MIMU辅助的跟踪环路与无辅助的跟踪环路比较,带宽窄,能有效地抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪.     

兼容GPS/Galileo系统单频接收机的研究

为了提高全球定位系统接收机定位精度的可靠性,研究了一种基于Xilinx公司的FPGA和Intel公司奔腾处理器的民用接收机．该接收机可以接收处理GPS／Galileo两个系统L1频段内所有民用信号,这样即使Intel公司GPS的粗码信号受到人为或者其它因素的干扰,接收机也能接收到来自Galileo系统的开放信号来保证用户的定位精度,而不至于影响用户的使用．结果表明,兼容两个系统的接收机不仅能提高用户定位精度的可靠性,而且有广泛的民用市场．     

无人机导航信号稳定跟踪方法

在复杂背景下易混入随机噪声,导致无人机导航信号检出率较低、跟踪误差较大.为此,本文提出了基于改进图像特征块匹配的无人机导航信号稳定跟踪方法.利用图像传感器、CCD摄像机等设备采集序列图像;采用Harris算法提取特征点确立匹配准则,选取估计量最优值完成特征点匹配;使用改进的图像模块匹配法计算目标模块与子模块的相似度,同...     

GNSS接收机导航滤波器辅助捕获技术

为了充分利用GNSS接收机导航滤波器先验信息对基带信号处理过程的捕获进行辅助,以提高捕获速度及灵敏度,以北斗B1I信号为研究对象,开展GNSS接收机导航滤波器辅助估计伪码相位、载波多普勒、NH码相位研究. 首先引入“虚拟路径”的概念计算伪码相位,并详细推导了由导航滤波器直接计算接收信号伪码相位的算法. 然后对伪码相位及多普勒频率的误差源和传播特性进行详细分析. 最后进行了捕获性能理论仿真分析. 结果表明:导航滤波器辅助伪码相位与多普勒频率估计条件下,能够将捕获灵敏度提高1.1 dB,平均捕获时间为1 ms;进一步加入对NH码相位估计的辅助从而扩展相干积分时间为20 ms,则额外可以提供12.8 dB的灵敏度提升,平均捕获时间为20 ms. 通过导航滤波器中的先验信息对信号捕获进行辅助,能够提高信号捕获性能,同时有助于降低无辅助条件下捕获装置频繁运行带来的功率损耗,所提出的算法可以直接应用到GNSS接收机及GNSS/INS深组合导航系统中.     

高动态GPS接收机同步环路的设计

通过对普通的GPS接收机信号同步的机理进行研究,分析了高动态环境给接收机的处理造成的问题,给出利用多步长搜索和FLL进行频率牵引的捕获方案.在普通的GPS接收机的基础上设计并仿真了高动态接收机.结果表明,该方案能够在高动态环境下完成信号的捕获和跟踪处理,为深入研究高动态接收机提供基础.     

GPS软件接收机中频信号源的设计与实现

基于软件无线电的GPS接收机软件化的实现,以其可编程、易修改、模块化、对算法适应性强、可扩展性优等特点,成为近些年卫星导航领域的研究热点。文章就GPS信号的构成、调制方式、信号特性以及信号源设计进行了详细的阐述,在Matlab/Simulink平台上实现各参数可控的、满足各种实际条件的GPS信号源的建模与仿真,为GPS软件接收机算法研究等后续研究工作提供前提条件。     

中继终端自动角跟踪接收机建模与仿真

为了提高中低轨卫星(中继终端)向中继卫星传输数据的性能,将TE21模单通道单脉冲技术应用到中继终端自动角跟踪系统中提出了一种新的设计方法。通过将差信号进行四相调制后再与和信号合成,使和、差信号合成为一路单通道信号。该方法与现有的方法相比,大大简化了跟踪接收机。用Matlab/Simulink对不同的参数下跟踪接收机的输出进行了仿真分析,不同的参数对跟踪接收机的输出有不同的影响。该方法具有很好的接收性能。     

高灵敏度微小卫星可变带宽接收机设计

针对微小卫星发射功率低、天线增益小的特点对星载测控应答机提出的高接收灵敏度及高动态范围要求,研究卫星接收机的实现方法.提出一种基于正交欠采样技术及全数字载波恢复环的可变带宽卫星接收机结构.在全数字载波恢复环的实现中,通过相干自动增益控制(AGC)来控制环路带宽,使得在高信噪比下的环路带宽增大,从而获得更佳的跟踪性能;在低信噪比下,降低环路带宽使得接收机有更高的接收灵敏度.经实验测试可知,在250 Hz环路带宽下,接收灵敏度为-144 dBm,动态范围达到80 dB以上.     

虚拟课堂演播室摄像机定位跟踪技术的浅析

虚拟课堂演播室是目前学校现代远程教育建设的热点,广泛借鉴了广播电视领域相对成熟的虚拟演播室技术.文章主要探讨虚拟课堂演播室中摄像机跟踪定位技术的重要性和技术要求,分析各种摄像机跟踪定位技术的特点和局限性,探索学校虚拟课堂演播室建设中摄像机跟踪定位技术的选择依据.     

GNSS接收机最优中频积累时间研究

分段相关-视频积累是一种典型的雷达信号检测方法,同时也可用于全球定位系统(GPS)或伽利略系统的卫星信号检测。该文重点分析了载波多普勒条件下分段相关-视频积累检测方法的性能,推导了平均处理损耗公式。在给定最大多普勒频偏和载噪比的情况下,采用平均处理损耗最小准则,分析了全球卫星导航(GNSS)接收机最优中频积累时间的计算方法和变化规律。在载噪比45 dB-Hz和最大多普勒频偏2000 Hz的条件下,该算法比经典算法减小了13.5%的平均处理损耗。     

遗传粒子滤波的GPS接收机自主完好性监测

针对全球定位系统接收机观测噪声分布的特点和基本粒子滤波存在的粒子退化与采样枯竭问题,提出了一种基于遗传算法进行再采样粒子滤波与似然比方法有机结合的全球定位系统接收机自主完好性监测方法.建立了卫星故障检测的检验统计量,通过比较系统各状态累加对数似然比对卫星故障进行检测.将遗传算法中的选择、交叉和变异操作融入到粒子滤波中,提高了粒子滤波的精确性,在实数域内对粒子进行遗传操作,避免了遗传操作的编解码.实验表明,该算法在非高斯测量噪声下成功地检测并隔离故障卫星,提高了故障检测的性能,验证了该算法应用于全球定位系统接收机自主完好性监测的可行性和有效性.