卫星导航信号捕获算法的研究和实现

【摘要】伪随机码的捕获方法是扩频通信系统中的关键技术之一，伴随着扩频技术的不断发展以及新型导航信号的不断出现，伪随机码捕获技术也在不断的改进。对伪随机码的同步捕获算法研究，国内外研究学者从未间断过。本文主要研究卫星导航信号的捕获算法，着重研究提高导航信号捕获算法性能的一些关键技术环节，并对PMF-FFT捕获算法原理进行分析，在此基础上针对本论文的技术要求进行捕获算法设计，最后在FPGA内实现所设计的捕获算法，并在接收机平台上进行实测。首先，对开展本论文研究的背景进行描述，明确了文章的研究意义，确定了论文的研究方向。在分析扩频通信技术理论的基础上，阐述了BPSK信号调制方式以及BOC信号调制方式，并分别介绍了这两种调制方式的信号性能。其次，详细阐述了导航信号捕获的原理，对一些影响捕获模块性能的关键技术如捕获灵敏度的提高、多普勒频移的影响等进行了研究。简单介绍了几种常用的捕获算法，按照本论文的技术要求选取了性能较好的PMF-FFT捕获方法进行了理论上的分析，对该方法的重要特性进行了数学上的推导，针对技术要求对北斗信号和GPS信号捕获算法进行了详细设计，并在Matlab环境下对此捕获算法进行了仿真，同时对BOC信号的捕获方法进行了分析和研究。最后，根据本文分析设计的PMF-FFT捕获算法，依托于高速发展的FPGA数字技术，在兼顾捕获时间和资源的基础上对捕获模块进行了设计，在DSP-FPGA接收机平台上利用VerilogHDL语言对算法进行实现，并详细介绍了载波生成、伪码生部分、部分匹配滤波器等关键环节FPGA的实现方法。最后利用接收机平台进行实测，验证了所设计并实现的捕获模块的可用性。
【作者】曹硕；
【导师】焦国太；耿生群；
【作者基本信息】中北大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】接收机；导航信号捕获；快速傅里叶变换；匹配滤波器；PMF-FFT；

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