基于软件实现GPS信号捕获以及获取精确载波频率

捕获模块是实现GPS软件接收机的重要组成部分。本文立足于通过软件的方法实现GPS信号的捕获,由捕获的结果得到准确而精度更高的载波频移,从而对降低跟踪环路的设计复杂性有利。作者先用GPS串行搜索捕获和并行搜索捕获这两种传统的方法对GPS信号进行捕获,在此基础上尝试采用一种降低频率搜索步长并结合二次曲线拟合的方法以获取高精度的载波频率,进而更好地提高整个捕获准确性以及精度,经过分析后,得到了一些较有意义的结论。     

GPS单频载波相位相对定位的OTF算法及实现

利用单频接收机的C/A码伪距和LI载波相位观测值,采用星间和站间双差数学模删,消除卫星相关误差、接收机相关误差,削弱信号传播误差,利用LAMBDA算法高效快速地固定整周模糊度,从而实现高精度载波实时相对定位,对于短基线,可以获得厘米级的定位精度.     

GPS授时和GPS载波相位远程时间比对

GPS栽波相位(GPS Carrier-phase：GPS CP)在大地测量中已达到极高的精度，而在远程时间比对中的研究应用尚在起步阶段。本文介绍了我国远程时间比对的主要手段达到的精度，GPS CP远程时间比对研究现状及理论技术难点等问题。欧洲建立自己的导航定位授时系统——Galileo，我们国家也应该建立自己的卫星导航定位授时系统，发展多手段多层次的授时技术。     

载波相位测量原理及在GPS软件接收机上的实现

采用载波相位测量值可以带来厘米甚至毫米级的测量精度。本文介绍载波相位测量的基本原理和在通用软件无线电外设USRP（（Universal Software Radio Peripheral）平台下的具体实现过程。并将USRP平台下生成的载波相位测量值和商用GPS硬件接收机输出的载波相位测量值进行了对比。     

基于GPS单频软件接收机的捕获与跟踪算法实现

在分析基于软件无线电全球定位系统（GPS）接收机结构的基础上,研究了GPS单频软件接收机的捕获和跟踪算法,并基于MATLAB平台在PC上仿真了GPS单频软件接收机样机。信号捕获采用基于快速傅里叶变换（FFT）的并行码相位搜捕算法;信号跟踪联合使用超前滞后非相干延迟锁定环和科斯塔斯环的跟踪环结构。采用实测数据对信号捕获、跟踪算法进行了分析和验证。结果表明：仿真的GPS单频软件接收机具备基本的基带信号处理功能。     

一种基于非专用接收机的GPS实时定姿算法

描述一种基于非专用接收机的GPS实时定姿算法,主要工作可以分为两个部分:第一,采用最小二乘方法和乔里斯基分解,基于基线长度约束压缩整周模糊度搜索空间,以达到实时计算的目的;第二,结合姿态角约束,使用金字塔算法提高了整周模糊度求解效率.经过实验,算法在基线长度为3 m的条件下,航向角精度优于0.1°.     

卫星双向载波相位时间频率传递及其误差分析

深入解析了基于码伪距测量的卫星双向时间频率传递(TWSTFT)原理,对其误差进行了分析,其精度主要受码速率的限制,难于满足更高精度要求;文章提出了基于载波相位的卫星双向时间频率传递方法,载波频率高,波长短,从理论上分析了以其作为TWSTFT伪距测量的参数可大幅度提高时间传递的精度;并对TWSTFT载波相位测量存在的误差源进行了初步分析,得出影响最大的因素是转发器误差、电离层误差、多径效应误差及星站相对运动引起的误差,参考GPS载波相位测量中误差消除的方法,对误差的消除方法提出建议。     

GPS软件接收机弱信号捕获系统设计

通过所建立的GPS接收信号模型,从消除互相关干扰的角度出发,设计了GPS弱信号捕获系统。并通过仿真测试出相关的系统参数及系统对捕获灵敏度的改善程度。     

GNSS接收机晶振参数对载波相位测量的影响分析

分析了射频与基带时钟不同源对载波相位测量的影响,构建了由晶振各类误差源引起的载波环跟踪误差模型。分析与实验结果表明,时钟不同源会导致载波相位测量出错,晶振引起的载波环测量误差随环路噪声带宽增大而减小,减小晶振的h系数和g灵敏度可提高测量精度。选用单一稳定度高、g灵敏度小的晶振作为GNSS接收机时钟,可改善载波相位精度。     

GPS载波相位平滑伪距精度分析与应用探讨

分析了载波相位平滑伪距在动态短基线解算、精密单点定位、动态长基线解算的精度,提出了载波相位平滑伪距在多种高精度定位中的应用。     

GPS软件接收机仿真实验及算法验证

在分析基于软件无线电GPS接收机结构的基础上,在基于PC软件接收机信号处理系统上采用模拟的数字中频信号,对软件接收机信号捕获、跟踪算法进行了分析和验证。信号捕获阶段给出了基于快速傅利叶变换FFT的快速搜索原理和结果,并采用跟踪阶段Q支路信号的统计特性分析了捕获门限和误警概率的关系,给出了一种捕获门限的优化方法;跟踪阶段对系统采用的数字锁相环(PLL)进行了分析,并对I/Q解调原理进行了解析和验证。     

BDS/GPS单频软件接收机算法研究与实现

随着卫星导航定位技术及接收机的发展,软件接收机已成为当前研究的热点之一。根据北斗卫星导航定位系统（BDS）的接口控制文档（ICD）,分析了BDS B1I信号,提出了一种基于并行码相位和并行频率捕获的算法,实现了对BDS-B1I/GPS信号的捕获跟踪、导航电文解码。利用HG-SOFTGPS02采集器采集的数据进行BDS/GPS定位,验证了该算法的可行性与合理性。     

一种GPS软件接收机微弱信号捕获方法

提出一种通过累积相邻连续C/A码周期时间内的序列相关值的方法来捕获GPS微弱信号,并对该方法中涉及的技术细节进行理论推导,最后用实际接收的GPS中频数字信号对该方法进行对比验证.结果表明,该方法可以有效增加序列的相关峰值,并将相关峰值与噪声明显地区分开来,从而达到微弱信号捕获的目的.     

GNSS软件接收机中信号捕获新算法

利用频域圆周移位与时域载波剥离等价的原理,提出了一种新的捕获算法。通过对输入信号频谱序列的圆周移位操作,代替在不同载波Doppler搜索单元下对输入信号的重复性的载波剥离和FFT操作,在码相位和多普勒单元的二维搜索过程中,只需对输入信号进行一次FFT操作。新算法有效地缩短了捕获时间,且不影响捕获概率和捕获精度。实验结果证明,该算法可以正确地完成信号捕获,并节省了近50%的捕获时间。     

一种新的软件GPS静态接收机频域跟踪方法

设计一种基于FFT的软件GPS静态用户接收机频域跟踪方案.利用GPS导航电文调制周期为20个C/A码周期的特性,将块叠加(Block Addition)频域捕获的思想应用于GPS信号频域跟踪,从而大幅度节约计算量,为实时跟踪创造条件.     

GPS现代化后L_2载波的定位精度研究

利用实际采集的数据,从信噪比和定位残差上分析了L2载波的数据质量,指出GPS现代化后,用L2C码恢复的L2载波信噪比明显提高,与L1载波信噪比接近,两者的差值仅在5 dBHz以内;用L2C码恢复的L2载波比GPS现代化前的L2载波的信噪比更加稳定,不容易受卫星高度角的影响;同时利用L2C码恢复的L2载波的定位残差比没有L2C码的L2载波小,定位精度明显提高。     

一种改进的GPS微弱信号捕获方法

介绍了GPSL1载波中C/A码的捕获算法,以快速傅立叶变换为基础,采用相关积分和非相关积分对较长的信号进行处理,实现对GPS微弱信号的捕获。为验证这一算法,利用一组在室内采集的GPSL1C/A码IF数据,采用一般的信号捕获方法和改进的信号捕获方法分别进行了处理。结果显示,采用改进的方法捕获到了较微弱的GPS信号,提高了接收机的灵敏度。     

用低通滤波器探测和修复单频GPS载波相位的周跳

使用一种在时间序列分析中常用的异常值的检测方法———双低通滤波器奇异值检定法来检测GPS载波相位观测值中的周跳,给出了数据窗的宽度Vmax以及门槛系数k,提出了利用低通滤波器进行周跳定值的迭代计算方法。试验表明,该方法计算简单,能够探测1周甚至0.5周的周跳。