高动态条件下GPS系统中C/A码的捕获和跟踪技术

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第一章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2各国导航技术简介

1.2.1 GLONASS系统

1.2.2 GPS系统

1.2.3 Galileo系统

1.2.4北斗卫星导航系统

1.3课题产生背景

1.4论文的主要工作和结构安排

第二章GPS信号结构及系统应用基础

2.1 GPS系统概述

2.2 GPS信号结构

2.2.1 GPS信号的频率及调制格式

2.2.2 GPS卫星的导航电文

2.3伪随机噪声(PRN)码的产生

2.3.1伪随机噪声码

2.3.2 PRN码的产生

2.4 GPS系统的定位原理

2.5高动态对接收信号的影响

2.6本章小结

第三章C/A码的捕获

3.1 GPS卫星接收机简介

3.2基于FFT的快速信号捕获

3.2.1数学理论依据

3.2.2循环相关捕获方法

3.2.3部分匹配滤波(PMF)算法

3.3改进的捕获方案

3.3.1算法阐述

3.3.2两点线性内插法

3.3.3频偏估计精度和运算量分析

3.4本章小结

第四章GPS卫星信号的跟踪

4.1锁相环

4.1.1基本锁相环

4.1.2一阶锁相环

4.1.3二阶锁相环

4.2码跟踪环

4.2.1码跟踪环原理

4.2.2 JPL与Robertsom 近似

4.2.3仿真分析

4.3载波跟踪环

4.3.1叉积自动频率控制环算法(CPAFC)

4.3.2交叠离散傅立叶变换自动频率控制环(ODAFC)

4.3.3基于科斯塔斯环的载波相位跟踪环

4.4环路滤波器

4.4.1模拟和数字环路滤波器的结构

4.4.2二阶FLL的环路滤波器

4.4.3三阶PLL的环路滤波器

4.5高动态GPS信号跟踪方案

4.5.1二阶CPAFC和三阶Costas环的切换机制

4.5.2二阶FLL辅助的三阶PLL滤波器

4.5.3仿真分析

4.6本章小结

第五章C/A码捕获和跟踪的FPGA实现

5.1 FPGA设计方法介绍

5.1.1 FPGA简介

5.1.2 FPGA的设计流程

5.2 GPS接收机捕获和跟踪模块的FPGA设计

5.2.1 C/A码产生模块

5.2.2两点线性内插模块

5.2.3码跟踪模块

5.2.4载波跟踪模块

5.3本章小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果