GPS中频信号源及精频捕获仿真

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G S中频信号源及精频捕获仿真 P康嵩山，黄勇，张望全， 丽罗(西华大学电气信息学院，四川成都 6 0 3 ) 10 9摘要： P天线接收的真实的信号不理想， GS为方便算法研究 .使用理想的仿真信号。为了使跟踪环路正常工作，;要 ( j信号需要进行精频捕获。文中使用 S lk建 G S中频信号源，号源可以直接设置参数产生不同的中频信号详 i i搭 mun P该信 细分析了两种精频捕获算法：相位关系算法和 F r补零算法，对精频捕获算法儆仿真实现，比两种算法的仿真结果， F并对 分析了算法的优劣。由搭建的 S lk型可以产生理想的信号， db法的仿真结果表明。 i i模 mnn Maa算使用相位关系的精频捕获算法适合实际的应用。关键词： I信号生成；频捕获；位关系 G;精相中圈分类号： N 6 9 F文献标识码： A文章编号： 7— 2 X 2 1 )6 o 3 4 1 3 6 9 ( 0 0 0—0 4一O 6

GPS Si na o r e o nt r e i t e e y a n g lS u c fI e m d a e Fr qu nc nd Fi e Fr qu nc qu s to m ul to e e y Ac i ii n Si a inKANG o g s a, UANG n Z S n -h n H Yo g, HANG a g q a L W n - u n, UO Li (c l f l tcl If ai, h aUn e i,C eg u6 0 3, hn ) S} e r a& no t n Xiu i r t u)o E c i ml o v s y hn d 10 9 C iaAb ta t Th in l e ev db S ntn s t￣tsa tr .F rtec n e e c fag rtm e in.{ ie l in l h udb s . sr c: esg a c ie yGP a e nain’ r ifco y o h o vnin eo lo i h d sg m d a g a o l eu s sFn rq e c c urn si lme tdf rtewo kn

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O引言GS P接收机的工作顺序是信号捕获、号跟踪继信而导航解算…, 1信号捕获是接收机进行信号跟踪及导航解算的前提。为了加快信号搜索速度，始捕获阶初段只做粗频捕获 J捕获频率的分辨率一般在，一百赫兹以上

,而要使接收机跟踪环能正常工作，捕获所得频率应该在几十赫兹之内‘, 1因此在初始捕获后需进行 J精频捕获。 文中首先在 Smun i l k环境下搭建模块产生中频信 i号，分析 _ (】 J ' I S初始捕获的算法以及精频捕获的两种收稿日期：0) 0一；回日期：0 0~O一2 21 9一1 -修 2:l l 5基金项目：华火西金项¨ (0 2 9 5 Z700 )

算法：F F T补零算法、相位关系算法。捕获算法的硬件实现主要考虑实时性以及所需的硬件资源，通过对

由搭建 Smun模块产生的信号进行精频捕获仿真， i lk i实现并对比了精频捕获的两种算法，分析算法的优劣， 为硬件的设计提供参考。 .

1 G S中频信号源 P1 1 GP . S中频信号

实际的 G S中频信号， P一般是信号由天线接收卫

星的射频信号后进行下变频、波、滤放大等一系列操作，再进行 AX; I所得引，而在 (P - S信号仿真方面。;一般情况下是用 P N码调制中频载波， R从而产生中频模

作者简介：揣… ( 9 4 ),南濮 I人， l,究 _阳为 GP 康 18一，河 j n硕：研， j S

拟信号，然后直接进行 AD C所得，间省略了 _变频中 F等操作，。在文中的中频信号源设计中，号源同 5] 6信

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,‘后，‘蟹坤师， {预j::剐教授，究方向为观研

代 '处州及 j技术 I的， 1、什无线 f ! ! j}￣ t软 l, J 7乜技术、佑系统 A通SI计 C设

样采用直接生成中频模拟信号然后进行来搭建

的方法

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计算机技术与发展

第2 O卷

CA码周期计数器/

导航数据计数豁

导航数据查找表

在信号源设计时，考虑到信号源操作的效率和重 2信号的精频捕获 用性，做的设计很容易改变仿真参数，所将数据送到 I db V a的工作空间内， h同时具有可扩展性，为以后的研究作了铺垫。G S信号是由 P N码、 P R导航数据对载波信号进行调制所得，而在 S l k中 P N码及导航数 i i mu n R据的生成，一般是通过使用查找表的方法，查找表中的数据是由(,)一1 1组成的H J。 图 1是 G S中频信号源的 Sm l k

模块框图， P iui n

G S信号捕获阶段是为了找出中频信号中可见卫 P星，以及可见卫星信号与本地信号码偏 r及频偏， 并将它们送人信号的跟踪环路，从而进行信号跟踪。为加快搜索卫星的信号速度， P G S信号捕获先进行粗频捕获来快速捕获信号。典型的粗频捕获的算法主要可以分为三类：串行搜索捕获算法、时域并行搜索捕获算法以及多普勒频域 F搜索捕获算法[7 l I 4 。 8相关模糊

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