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GPS信号捕獲基本原理

GPS衛星發送的信号一般由3個分量組成:載波、僞碼和導航電文,其中僞碼和導航電文采用BPSK技術去調制載波。

GPS使用的兩個L波段兩種載頻:

GPS信号捕獲基本原理

1 GPS搜尋捕獲原理

為了跟蹤和解碼GPS信号,首先要捕獲到GPS信号。将捕獲到的GPS信号的資料傳遞給跟蹤過程,再通過跟蹤過程便可得到衛星的導航電文。傳統的GPS捕獲方法有:串行搜尋捕獲、滑動相關法、循環相關法、PMF算法。

1.1串行搜尋捕獲方式

串行搜尋在同一搜尋時間内僅完成對一個可能區間的搜尋。設定本地擴頻序列的定時初相,本地生成的序列與輸入信号進行相關處理。其基本結構如圖1所示。

GPS信号捕獲基本原理

在固定的檢測區間上,輸出信号與預置的門限值比較,若低于門限值,則對本地序列的相位增加一個增量,再進行相關比較,直到輸出超過門限值,認為捕獲完成,本地序列相位不再增加,轉入跟蹤過程。

    串行捕獲的最大優點是:隻使用一個相關器,裝置簡單,在使用長碼的時候可減少對硬體資源的占用。缺點是搜尋時間可能很長,對長碼更是如此。

1.2并行搜尋捕獲方式

并行搜尋能在一個搜尋時間内完成對整個不确定區域的搜尋。假設接收序列與本地序列時間差的不确定區域為個碼片,若本地擴頻序列g(t)逐個延遲半個碼片間隔(),則需要2從個相關器。每個相關器都同時檢查個碼片,其它們的輸出經比較器選出最大值,對應的本地擴頻序列被認為與接收信号實作了粗略同步。其基本結構如圖2所示。