GNSS系统弱信号捕获技术研究

【摘要】全球导航卫星系统GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)发展至今,美国的GPS导航系统已经深入而广泛的应用到各个领域,俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO系统以及我国正在发展的北斗导航系统等也逐渐普及。目前导航定位技术在诸多领域都担任着重要的角色,人们对于导航定位技术的要求给导航定位技术带来极大挑战。多数应用中需要有GNSS系统的精确定位。信号同步过程是GNSS系统能精确定位的前提,要实现信号的同步,首先要完成捕获过程,然后才能进入跟踪阶段。但低轨道处的GNSS系统由于其传播信道的复杂性,在传播过程中容易受到大幅度衰减以及噪声的影响,到达地面的信号可能经历反射、折射等环境因素的干扰,加上接收机的快速移动问题,从而产生各种衰落,导致存在着较大的多普勒频偏及码延迟。这样,接收码和本地伪码同步过程中的相关峰值将会急剧下降,GNSS接收机对伪码捕获的难度加大,捕获时间延长。且由于无线设备接收到的信号功率非常低,通常载噪比C/N。小于25dB-Hz,传统的GNSS信号接收机甚至无法正常工作。因此,在弱信号环境下,实现伪码和多普勒频偏的快速捕获,无论在民用领域或是军事领域都具有重要的研究意义。目前,GNSS弱信号捕获主要可分为辅助型和无辅助两种,而无辅助的GNSS弱信号捕获技术主要以提高信号处理增益和合理选择捕获策略为主。针对以上问题,本文就基于PMF-FFT的弱信号捕获算法进行优化,再将基于PMF-FFT的码捕获算法与几种频偏估计算法进行结合,对联合捕获算法进行加窗减少扇贝损失,改善频偏对捕获概率的影响。并在不同的移动速度下,通过MATLAB仿真结果找出该速度和环境下最合适的捕获方法。本文的主要工作可以概括为以下四点：1.深入研究GNSS信号结构及捕获定位技术,并建立数学模型；2.分析部分匹配滤波PMF的原理以及用于捕获算法中的优势；3.总结分析现有的GNSS系统弱信号环境下基于部分匹配滤波的码捕获算法；4.对弱信号条件下基于PMF-FFT的码和多普勒联合捕获算法进行加窗处理,减小扇贝损失,提高检测概率,并在不同移动速度下对比仿真结果选择最优捕获算法。
【作者】周金；
【导师】刘立程；
【作者基本信息】广东工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】GNSS；弱信号捕获；PMF-FFT；加窗；

【参考文献】
[1]王志洋.Chirp信号参数估计方法的研究[D].吉林大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[2]周恒斌.兰州市农电公司电力营销策略研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[3]朱慧明.辽宁省来华留学教育现状分析与对策[D].辽宁师范大学,课程与教学论,2010,硕士.
[4]杨灵利.多Agent系统交互协作的研究与建模[D].沈阳师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[5]刘洋.C航空公司基层员工培训体系优化研究[D].北京交通大学,2014.
[6]李喆.初中数学拓广类习题的比较研究[D].西北师范大学,教育,2013,硕士.
[7]刘曦璟.试论竞技体育报道对体育价值观建构的影响[D].湖南师范大学,新闻学,2013,硕士.
[8]胡春艳.战略性新兴产业发展中地方政府行为的有效性研究[D].重庆大学,公共管理,2014,硕士.
[9]宋成粉.冷凝过程形成TiAl合金薄膜的分子动力学计算研究[D].东北大学,材料物理与化学,2010,硕士.
[10]武圣洁.Hey、vwf、CRP与2型糖尿病视网膜病变的相关性分析[D].山西医科大学,眼科学,2013,硕士.
[11]王青.郊区化背景下居住社区公共服务设施规划研究[D].山东建筑大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[12]白吉伟.大连长兴岛临港工业区科技政策体系建设研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[13]胡国华.卡车销售商务协同系统的设计与实现[D].西南交通大学,软件工程,2013,硕士.
[14]袁立科,李洋,王革.基于专利分析的我国石墨产业技术发展评判及政策建议[J].高科技与产业化,2014,02:84-90.
[15]黄小萍.媒体披露与上市公司社会责任信息披露的实证研究[D].西南交通大学,会计学,2013,硕士.
[16]王沛然.基于WindowsCE.NET的手持终端系统软件设计[D].浙江大学,2004.
[17]刘金.基于CAN通信和以太网的电梯远程监控系统研发[D].苏州大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[18]刘妍.基于分流的异构无线网络基站节能算法研究[D].吉林大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[19]朴正守.韩国、美国对华直接投资分析[D].对外经济贸易大学,国际贸易,2004,硕士.
[20]谢守明.石化装置高温压力工艺管线安全评估决策支持系统的研究与开发[D].大连理工大学,材料学,2004,硕士.
[21]李波,苏卓,冷成财,王胜法,罗笑南.基于混合梯度最小化Mumford-Shah模型的高维滤波算法[J].自动化学报,2014,12:2926-2935.
[22]邓敏捷.来源于Pseudomonas pseudoalcaligenes的有机磷降解酶基因ophc2的克隆与表达[D].中国农业科学院,生物化学与分子生物学,2004,硕士.
[23]张景胜.液压冲击现象在液压管道冲洗时的应用[J].一重技术.2004(02)
[24]田良涛.乌桕胚乳三倍体植株再生与转基因研究[D].湖北大学,生物化学与分子生物学,2011,硕士.
[25]闫璐.增值税转型对上市公司财务影响的实证研究[D].沈阳理工大学,会计学,2013,硕士.
[26]徐艳.训练学生互评作文的效果研究[D].西北师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[27]张爱丽.小学生英语学习中的焦虑与对策研究[D].山东师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[28]王珏.论四代韩英扮演者艺术表演的传承及对中国民族歌剧的启示[D].华中师范大学,音乐学,2013,硕士.
[29]廖年冬.信息安全动态风险评估模型的研究[D].北京交通大学,2010.
[30]章晓中.多功能自旋电子学材料(Fe,Co)_x-C_(1-x)/Si[A].中国仪器仪表学会仪表材料分会、重庆仪表材料研究所、中南大学、《功能材料》期刊社.第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C].中国仪器仪表学会仪表材料分会、重庆仪表材料研究所、中南大学、《功能材料》期刊社:,2010:1.
[31]张林.基坑坑角土拱效应分析与应用研究[D].吉林大学,地质工程,2013,硕士.
[32]刘正风.浅谈公安信息网络安全保障体系[J].网络安全技术与应用.2002(02)
[33]刘天元.黄土地基箱形基础工作性状的分析研究[D].西安建筑科技大学,岩土工程,2013,硕士.
[34]张宇.沈阳市农村养老保障方式研究[D].大连海事大学,公共管理,2014,硕士.
[35]李聘诗.孤儿身份拒绝敏感性的阈下启动效应[D].沈阳师范大学,应用心理学,2013,硕士.
[36]孙银雪.基于分子对接和药效团方法的虚拟筛选平台研究[D].东北师范大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[37]刘晓斌.中小学英语教师ICT技能体系研究[D].华南师范大学,教育技术学,2004,硕士.
[38]梁奎端.卫星地球站的雷害及防护[J].邮电设计技术.2001(03)
[39]徐立中,杨光亚,许昭,董朝阳,J.ΦSTERGAARD,曹一家.考虑风电随机性的微电网热电联合调度(英文)[J].电力系统自动化,2011,09:53-60+66.
[40]王蕾.基于不同收入水平农户的农田水利设施供给效果研究[D].西北农林科技大学,农业经济管理,2014,博士.
[41]何彦昕.复杂产品项目WBS绩效研究[D].江苏科技大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[42]杜亚军.计算机科学前沿问题综述与评价[J].四川工业学院学报,2004,04:46-48.
[43]张东华.临枣—京福互通立交桥现浇箱梁移动支架法施工组织设计与研究[D].吉林大学,交通运输工程,2013,硕士.
[44]马国臣,李鑫,孙静.中国制造业上市公司投资——现金流高敏感性实证研究[J].中国工业经济,2008,10:109-118.
[45]张磊.人工泪小管用PLLA/PCL/PEG共混材料的制备与性能[D].华中科技大学,化学工程,2013,硕士.
[46]范博园.医院合理使用抗菌药物的指标体系研究[D].苏州大学,社会医学与卫生事业管理,2012,硕士.
[47]魏晓英.银川市初中数学后进生的教学探讨[D].西北师范大学,教育,2003,硕士.
[48]虞毅.从功能翻译理论看英剧汉译[D].华中师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[49]王春杰.镍基金刚石复合涂层的组织与性能研究[D].湖北工业大学,材料工程,2013,硕士.
[50]王介屏.职务犯罪侦查中犯罪嫌疑人人权保障问题研究[D].内蒙古大学,法律,2014,硕士.