基于BOC调制技术的高动态GPS接收机研究

高动态GPS接收机跟踪技术研究的开题报告

高动态GPS接收机跟踪技术研究的开题报告一、研究背景和意义全球定位系统（GPS）是现代导航和定位技术中最为广泛使用的一种技术，其应用范围涵盖了军事、民用、商务、科学研究等领域。

随着GPS技术的不断发展，一些应用对定位精度、鲁棒性、数据更新速率等方面的需求也不断增多。

因此，高动态GPS接收机技术的研究呼之欲出。

高动态GPS接收机技术指的是能够在高速移动、高动态环境下实现精确定位的GPS接收机技术。

目前，GPS接收机主要面向的应用是低动态环境下，例如汽车、飞机、船只等交通工具的导航应用，而在高动态环境下，GPS接收机的信号特性会发生改变，对接收机性能要求更高。

因此，高动态GPS接收机技术的研究将会对GPS技术的发展和应用有重要的促进作用。

二、研究内容和方法本次研究的主要内容是高动态GPS接收机跟踪技术的研究。

该研究的主要任务是设计和实现一种高动态GPS接收机跟踪算法，包括前端信号处理、跟踪环节以及后期数据处理环节。

具体研究内容包括：（1）研究高动态环境下GPS信号的特性，包括多普勒效应、码偏移等方面，进而确定适应高动态环境下的接收机信号采集和处理策略。

（2）设计一种适应高动态环境下的GPS接收机跟踪算法，该算法应考虑到多普勒效应、码偏移等影响因素，并应能够有效地处理干扰或异常信号。

（3）对设计的跟踪算法进行性能测试，并对采集到的数据进行后期处理，得到满足高精度、高鲁棒性和高数据更新速率要求的定位结果。

本次研究主要采用仿真、实验相结合的方法，利用Matlab软件进行GPS信号仿真和算法验证实验，并结合真实环境下的实验数据进行算法验证和性能测试。

三、预期研究成果和意义本次研究完成后，预计可以得到以下成果：（1）获得一种高动态GPS接收机跟踪算法，并通过实验数据验证其性能。

（2）得到一套高动态GPS接收机信号采集和处理方案。

（3）证明该算法对于高动态环境下的GPS信号跟踪能力的提升，对于GPS技术的应用将具有重要的促进作用。

BOC信号的相关跟踪研究及GALILEO接收机设计初探

引言
随着Ｇａｌｏ系统的第一颗试验星的发射，ｌｅｉ
计和频率分配方面，这同时也给接收机的设计带来
更多的要求。国家科技部和欧盟的谈判使得我们能
够介入该系统的设计过程，对我们将米构建白己的星定位系统必将起到积极的推动作用。Ｇａｉｏ系统所采用的导航信号是单一、多ｌｅｌ
，
ｔｕｏｃｒｅａｉｎｐｒｏｍａｃｆＢＯＣｉｎｌｉｅｕｉｄＴｈｉａｔｃｅｃａａｔｒｚｓｉｒｅｈｌｌｏｎｖｇａｉｈｅａｔ —ｏｒｌｔｏｅｆｒｎｅｏｓｇａｓｒｑｒｅｓｒｉｌｈｒｃｅｉｅｎｂｉｆｔｅＧａｉａｉｔｅｏｎ
ＷＡＮＧ，ＲｕｉＣＨＥＤｉｆｉＧＯＮＧｅＮ —ｅ，Ｃｈｎｇ
（ｈａｔｎｌｒｎｕｉｌａｉＥｅｔｎｃｅｅｒｓｔｔ，ｈｎｈｉ０２３ＣｉａＣｉｉａＡｅａｔａＲｄｏｌｃｏｉｓｓａｃＩｔｕｅｓபைடு நூலகம்ｇａ２０３，ｈｎ）ｎＮａｏｏｃｒＲｈｎｉ
仿真，并探讨了接收机开发中的关键问题。
［关键词］Ｇｌｅａｌｉｏ卫星导航系统；ＢＣ；相关；跟踪；接收机Ｏ
［中图分类号］Ｎ９７［献标识码］［章编号］ｌ０４Ｘ（０６０．０１０Ｔ２文Ａ文０６１１２０）３００．６
．
ｓｇａｎｅｕｎｙｐａ，ｓｍｕｌｔｓｔｅｃｒｅａｉｎｐｒｏｍａｃｎｃｕｓｔｏｎｒｃｎｌｏｉｍｎｔｒｓｏｉｎｌａｄｆｑｅｃｌｎｉａｅｈｏｌｔｅｆｒｎｅａｄａｑｉｉｉｎａｄｔａｋｉｇａｇｒｔｒｏｈｉｅｆｍ

基于CBOC信号的导航接收机设计与实现

基于CBOC信号的导航接收机设计与实现孙忠秋;张春泽【摘要】The time-domain characteristics and the spectral-domain characteristics of BOC signal and its derivative signal CBOC （6, 1, 1/11 ）was analyzed and simulated under Matlab software. Then according to the characteristics of the simulated signal, the available tracking algorithms were compared and discussed. The S-curve shaping method was adopted, based on the consideration of hardware design and the performance ofthe algorithm. According to S-curve shaping method, new receiver structure of CBOC （6, 1, 1/11 ） was designed, based on the previous receiver structure. At last, the hardware platform of the receiver was realized, with the achievement of the prototype.%对BOC及其衍生信号CBOC（6，1，1／11）的时域频域特性进行分析和在Matlab环境下进行了仿真。

根据仿真的信号特性，对已有的跟踪算法进行的分析和比较。

基于工程实现和算法性能，选择了多相关器结构的算法（S-curveshaping方法），并根据此算法设计在原有接收机结构上进行改进，设计出了基于CBOC（6，1，1／11）接收机结构。

BOC导航信号的调制与捕获跟踪技术研究

摘要BOC导航信号能够与现有导航信号良好兼容，有效提高频率资源的利用率，且具有较高的码跟踪精度和抗多径性能。

BOC调制的优越性已得到广泛认可，下一代卫星导航系统将广泛采用该种新型调制方式。

本文首先阐述了BOC调制的基本原理，并在自相关函数、功率谱密度以及鉴相函数等方面，对其进行了仿真分析。

然后，针对BOC信号接收时存在的模糊度问题，重点研究了3种去模糊捕获技术和1种跟踪技术，并对其性能进行了仿真分析。

针对北斗系统复合BOC信号的捕获，本文还提出了一种新型自适应捕获算法，对其原理进行了数学建模，详细推导了检测概率的公式，并通过蒙特卡罗仿真，验证了理论推导的正确性。

然后，与传统捕获算法进行仿真对比，仿真结果显示该算法较之于传统捕获算法，具有更高的检测的概率，进而验证了该算法的优越性。

此外，针对BOC 信号的跟踪，本文设计了一种改进型的信号跟踪环路，并对其进行了数学建模和仿真验证，仿真结果显示，改进型跟踪环路具有良好的载波跟踪精度和码跟踪精度，且降低了设计的复杂度。

最后，根据前面的理论分析，在FPGA平台上设计了BOC信号的生成电路和同步电路，详细介绍了各个子模块的设计和功能，并给出相应的实验结果，验证了电路设计的正确性。

关键词：卫星导航系统，BOC导航信号，去模糊捕获技术，信号跟踪技术，FPGAAbstractBOC signal has good compatibility with currently existed navigation signals, improves utilization rate of frequency resources, and has good code tracking accuracy and anti-multipath performance. Its advantages have been acknowledged worldwide, and it will be extensively applied in the next generation of GNSS.This paper firstly introduces the basic principle of BOC modulation, and analyzes the performance of BOC signal in terms of auto-correlation function, power spectral density and phase discriminating function. Considering the ambiguity in BOC signal reception, this paper studies three ambiguity-removing acquisition technique and one tracking technique, and analyzes their performance through simulation. For the acquisition of CBOC signal of Compass system, this paper proposes a novel self-adaptive ambiguity-removing acquisition algorithm, builds the mathematical model of its principle, derives the mathematical expression of its detection probability, verifies its correctness, and compares the proposed algorithm with traditional algorithms in terms of acquisition performance to verify its superiority. In addition, this paper proposes an improved tracking loop for BOC signal tracking, and builds its mathematical model and conducts verification simulation. Simulation indicates that the improved tracking loop has good performance while reducing the complexity of system design.Finally, based on prior study and analysis, this paper designs the BOC signal generation circuit and BOC signal synchronization circuit, and introduces the design and function of each sub-module in detail, and shows the corresponding results, which verifies the correctness of the design.Key words:Satellite Navigation System; BOC navigation signal; ambiguity-removing acquisition; signal tracking technique; FPGA目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)§1.1 课题研究的背景及意义 (1)§1.2 国内外研究现状 (2)§1.3 论文主要研究内容及结构安排 (4)第二章BOC导航信号的调制技术研究 (6)§2.1 BOC导航信号的调制原理 (6)§2.1.1 标准BOC导航信号的调制原理 (6)§2.1.2 MBOC导航信号的调制原理 (7)§2.2 BOC信号调制的仿真分析 (10)§2.3 本章小结 (13)第三章BOC导航信号的同步技术研究 (14)§3.1 BOC导航信号的捕获技术研究 (14)§3.1.1 传统捕获算法 (14)§3.1.2 类单边带去模糊捕获算法 (17)§3.1.3 子载波相位消除算法 (21)§3.1.4 自相关函数边峰消除算法 (23)§3.1.5 自适应去模糊捕获算法 (27)§3.1.6 各种捕获方法的性能分析与比较 (31)§3.2 BOC导航信号的跟踪技术研究 (33)§3.2.1 BOC信号跟踪环路整体设计 (33)§3.2.2 载波跟踪环 (34)§3.2.3 整合码跟踪环 (37)§3.3 本章小结 (39)第四章BOC导航信号调制电路的FPGA设计 (40)§4.1 BOC信号生成电路的整体架构 (40)§4.2 功能子模块详解 (41)§4.2.1 PRN码生成模块 (41)§4.2.2 中频载波生成模块 (43)§4.2.3 中频调制模块 (43)§4.2.4 BOC子载波序列生成模块 (44)§4.3 频谱仪观察结果 (45)§4.4 本章小结 (45)第五章BOC导航信号同步电路的FPGA设计 (47)§5.1 BOC信号捕获的FPGA设计 (47)§5.1.1 内插模块 (48)§5.1.2 傅立叶变换模块 (51)§5.1.3 积分累加模块 (54)§5.1.4 检测判决模块 (55)§5.2 BOC信号跟踪的FPGA设计 (56)§5.2.1 载波NCO模块 (57)§5.2.2 BOC码NCO模块 (58)§5.2.3 积分清除模块 (59)§5.3 本章小结 (60)第六章总结与展望 (61)§6.1 论文工作总结 (61)§6.2 研究展望 (62)参考文献 (63)致谢 (67)作者在攻读硕士期间主要研究成果 (67)第一章引言第一章引言§1.1 课题研究的背景及意义全球卫星导航系统（GNSS）是随着科学技术进步而产生的依靠卫星信号进行定位的导航系统，当前世界主流的GNSS系统有：中国的北斗二代导航系统、俄罗斯的格洛纳斯导航系统、美国的GPS导航系统以及欧洲的伽利略导航系统。

对BOC调制的GPS信号干扰技术研究

ＧＳ技术推动了武器的系统向前发展．精确制导精度Ｐ使进一步提高。ＧＳ系统庞大，要由３部分组成：空间部Ｐ主即
分、面监控部分和用户部分【地 ” 。对空间部分和地面监控部分干扰难度大。对Ｇｓ收若Ｐ接
ＢＣ调制是以一个方波作为副载波，卫星产生的码信Ｏ对号辅助调制，后再调制到主载波上，信号ｓ￡和一个频之即（）率为７的副载波相乘，得信号的频谱分裂成两部分，于：使位
ＳｕｙｏｍｍｉｇｔＳｓｎｌｄｌｔｄｂＯＣｔｄｆａｊｎｏＧＰｇａｕａｅｙＢｉｍｏ
ＷＥＩＸｕ— ｕｎｇｇａ
（ｈａＸｏｍｌＵｉｒｔ， ’ｎ７０６，ｈｎ）ＳａｎｉｒａｎｖｓｙＸｉ１０１ＣｉａＮｅｉａ
建模和仿真，到了时域、得频域干扰曲线和信干比与误码率的关系曲线，而实现了干扰性能的评估。从关键词：ＰＧＳ干扰；压制式干扰；骗式干扰；二进制偏置栽渡；扰对抗欺干中图分类号：Ｎ５．Ｔ９８３文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２１）００３ — ６６４６３（０２ — １９０１
ｍｄｌｔｎｍｅｏ，ｍａｅｔａｍｏｅｓａｅｂｉｍｕａＰｉａＭｏｅｂｉｉｇａｄｅｕａｉｆａａｍｉｇｏｕａｏｔｄｉｈｔｍａｃｌｄｌｒｕｌｔｅｌｔＧＳｓ１ｄｌｕｌｎｎｍｌｏｏｌｍｎｈｉｔｏｅｎｇ．ｄｔｎｌｊ

高动态GPS接收机捕获技术研究

高动态ＧＰＳ接收机捕获技术研究王璇郇浩赵玉梅陶然贾丽娟北京理工大学信息与电子学院，北京１０００８１摘要：针对高动态环境下ＧＰＳ接收机的接收信号同时具有较大多普勒频率及多普勒频率变化率等问题，本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换的捕获方法，有效提高了捕获概率、缩短了捕获时间。

该方法首先根据载波多普勒呈现近似线性调频信号的特点，利用分数阶傅里叶变换进行相干积累；其次，采用了一种新的时间频率调整技术，对相干积累的输出结果进行非相干积累，以进一步提高检测信噪比；最后，根据相干积累与非相干积累的特点，采用了一种高效的积累策略。

理论分析和仿真验证表明，本文提出的基于分数阶傅里叶变换捕获方法，解决了传统方法在高动态环境下难以对信号进行长时间相干积累的难题，尤其在低信噪比情况下，更好地提高了接收机的灵敏度、缩短了捕获时间。

高动态；捕获；分数阶傅里叶变换；相干积累；非相干积累１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７２７４．２０１４．０２．００４Ｐ２２８Ａ１６７２－７２７４　（２０１４）　０２－００１４－０８Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｓｉｇｎａｌ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｏｆ　Ｈｉｇｈ－Ｄｙｎａｍｉｃ　ＧＰＳ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ　Ｘｕａｎ　ＷａｎｇＨａｏ　ＨｕａｎＹｕｍｅｉ　ＺｈａｏＲａｎ　ＴａｏＬｉｊｕａｎ　Ｊｉａ中国空间技术研究院ＣＡＳＴ创新基金（２０１００５４１１０８）北京理工大学校基础基金＠＠［１］ＧＰＳ原理与应用（第二版）［Ｍ］．寇艳红译．北京：电子工业出版社，２００７＠＠［２］鲁郁．ＧＰＳ全球定位接收机——原理与软件实现［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００９＠＠［３］　Ｓａｓｃｈａ　Ｍ．Ｓｐａｎｇｅｎｂｅｒｇ，　Ｉａｉｎ　Ｓｃｏｔｔ　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　ＦＦＴ－Ｂａｓｅｄ　Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ＦａｓｔＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．　ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，　２０００，　１３：２７－５６＠＠［４］徐峰，邵定荣，李署坚．一种高动态直扩接收机快速码捕获方法［Ｊ］．北京航空航天大学学报，２００７，３３（６）：　６７２－６７６＠＠［５］陶然，邓兵，王越．分数阶傅里叶变换及其应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００９＠＠［６］王云，陈培，杨颖，陈杰．ＧＮＳＳ接收接最优中频积累时间研究［Ｊ］．电子科技大学学报，２０１０，３９（１）：　２１－２４＠＠［７］　ＪＡＭＥＳ　ＢＡＬ－ＹＥＮ　ＴＳＵＩ．ＧＰＳ软件接收机基础（第２版）［Ｍ］．陈军，潘高峰等译，北京：电子工业出版社，２００７＠＠［８］张斌，孔敏，吴从兵．基于窗函数下频谱泄露的研究［Ｊ］．信息化纵横，２００９：１０－１２＠＠［９］谢钢．ＧＰＳ原理与接收机设计［Ｍ］，北京：电子工业出版社，２００９Ｏｒａｎｇｅ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ。

卫星导航系统中的BOC调制和接收技术分析

ＹＵＡＮＲｕｎｐｉｎｇ，ＺＨＡＩＪｉａｎｙｏｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢＯＣｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｓａｔｙｐｅｏｆｎｅｗｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｓｐｌｉｔｏｆｓｐｅｃｔｒｕｍｔｏｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅ
ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｕｓｅｏｆｔｈｅＢｉｎａｒｙＯｆｓｅｔＣａｒｒｉｅｒ（ＢＯＣ）ｍｏｄｕｌａｔｅｄｓｉｇｎａｌｉｎｉｎｃｏｍｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＢＯＣＭｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＲｅｃｅｉｖｅｒＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＳａｔｅｌｌｉｔｅＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ
ｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｙｔｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｇａｂｏｒｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ａｎｄｃｏｄｅ

基于CBOC信号的导航接收机设计与实现

一收稿日期：０２０ — ７２１— ５０稿件编号：０２５５２１００１
所占的功率百分比为ａＢＣ６１信号所占功率百分比为ｂ，Ｏ（，）。通过这种加权之后，号成为４电平信号。信
ＣＯ号表达式为：ＢＣ信
０．６００
０．００７
０．００９
０１．０
时间／ｓｍ
图１ＣＯＣ信号时域波形Ｂ
ＦｇＴｉ — ｏｉｖｆｒｏｉ．１ｍｅｄｍａｎｗａｅｏｍｆＣＢＯＣｉｎｌｓｇａ
极大的增加了接收机设计的复杂度和实现的难度．就要求这必须寻找其他的方法恢复信号。１ＣＯＣ自相关和功率谱密度．２Ｂ
信号特性．已有的跟踪算法进行的分析和比较。基于工程实现和算法性能，择了多相关器结构的算法（— ｕｅ对选Ｓｃｒｖｓａｉｇ方法）并根据此算法设计在原有接收机结构上进行改进，计出了基于ＣＯ６１１ｌ）收机结构。最终ｈｐｎ，设ＢＣ（，，／１接
ＣＢＯＣ（６，１，１／１ｗａｎｌｚｄａｄｓｍｕａｅｎｅｔｂｓｆａｅＴｅｃｏｄｎｏｔｅｃａａｔｒｔｓｏｅｓｍｕｅ１）ｓａａｙｅｎｉｌｔｄｕｄｒｌｏｔｒ．ｈｎａｃｒｉｇｔｈｒｃｅｉｉｆｈｉｌｔｄＭａａｗｈｓｃｔ

基于BOC调制技术的高动态GPS接收机研究

全球定位系统ＧＳＧｏａＰｓｉｉｇＳｓｍ）Ｐ（ｌｌｏｉｏｎｙｔｂｔｎｅ
在第三代ＧＳ系统中，于长周期扩频码的Ｐ基
是目前使用最广泛的卫星导航与定位系统，量通信技术得到了广泛的应用，别是在基于ＢＣ大特Ｏ应用在民用和军事领域，其是在精确制导导弹调制技术中，尤由于存在多个相关峰值，就给高动这等高动态环境下的应用更显重要．静态和低动态接收机提出了新的要求．内外围绕伪码和载与国
ＡｔｄｙｏｈｇｎａｃＧＰＳＲｅｅｖｒＢａｅＳｕｎｔｅＨｉｈＤｙｍｉｃｉｅｓｄ
ｏｈｅＢＯＣｏｌｔｏｅｈｄｎｔＭｄｕａｉｎＭｔｏ
ＬＩＣｈｎｄＵｕ — ｅ，ＦＥＮＧｎ — ｉＹｏｇｘｎ
ｄｅｅｅｒｈｏｉｈｄｎｍｉｅｅｖｒｅｐｒｓａｃｆｈｇｙａｃｒｃｉｅ．
ＫｅｒｓＧＳ；ｉ —ｙａｃｒｃｉｒＢＣＢｎｒｆｅＣｒｅ）ｙｗｏｄ：Ｐｈｈｄｎｍｉ；ｅｅ；Ｏ（ｉａｙＯｆｔａｒｒｇｅｖｓｉ
动态接收机的同步处理方案．
基金项目：国家“ ６ ” ８３计划基金重点资助项目（０６Ａ０２３；２０Ａ７１１Ｂ）
武器装备重点基金．作者简介：春德（９２）男，士研究生；讯作者：永新刘１８一，硕通冯

卫星导航信号及其BOC调制研究-毕业设计

2003年5月,我国成功发射了第三颗/北斗一号0导航定位卫星(备份星)。北斗一号0系统的建成标志着我国成为继美(GPS)、俄(GLONASS)之后第三个拥有独立的卫星导航系统的国家[6]。目前,我国在轨运行的北斗卫星导航信号采用BPSK调制方式。随着我国卫星导航事业的迅速发展,导航信号频段已日渐拥挤,提高频段利用率是解决频段资源短缺的可行方式。导航信号采用BOC调制信号,不仅可以提高频段利用率,而且可以抑制信号多路径效应误差、减少信号相干损耗、提高信号跟踪测量精度、增强信号抗干扰性能及解决强弱信号压制问题等优点,因此导航卫星信号的BOC调制、捕获与跟踪技术在国内得到了较为深入的研究,该技术正逐步走向成熟[6]。
关键词：全球卫星导航系统偏移子载波调制功率谱密度自相关函数
BOC modulation signal characteristics analysis
Abstract
Currently, the satellite navigation system in agriculture, industry and daily life has been more widely used. It has not only brought much convenience to our everydaylife and produced a certain amount of economic benefits, but it is the core of national and military security infrastructure and plays an important role in the national military strategy. As the built Global Navigation Satellite Systems(GNSS) modernizing and new systems developing, more and more signals occupy frequency bands used for GNSS, resulting in overlap between the signal spectrum, severe interference between the navigation signals, therefore, a modulation to achieve the spectrum separation of Bandsshared becomes particularly important for the satellite navigation signal.

GPS高动态接收机的研究和硬件实现的开题报告

GPS高动态接收机的研究和硬件实现的开题报告题目：GPS高动态接收机的研究和硬件实现一、选题背景随着无人机、自主驾驶、高速飞行器等高动态场景的不断涌现，对于GPS高动态接收机的需求越来越迫切。

传统的GPS接收机设计是基于静态或低动态场景考虑的，因此在高动态场景中难以保证良好的精度和可靠性。

因此，为了满足高动态场景的需求，研究和实现GPS高动态接收机是非常必要的。

二、研究目标本文的研究目标是设计并实现一款GPS高动态接收机，在高速飞行器等高动态场景下能够满足实时导航需求，具有较高的精度和可靠性。

主要研究内容包括：1.分析GPS高动态接收机的工作原理及关键技术，了解主流GPS高动态接收机的现状及发展趋势。

2.基于计算机仿真，研究GPS高动态接收机的信号处理算法、抗干扰能力等关键技术，优化算法性能，在高动态场景下保证GPS信号的稳定性和可靠性。

3.搭建GPS高动态接收机硬件平台，实现对GPS信号的高精度、高速度采样以及实时信号处理功能，验证算法的有效性和可行性。

三、研究内容1. GPS高动态接收机技术研究（1）GPS高动态接收机工作原理研究在高动态场景下，由于接收机快速运动，GPS信号的接收时间和带宽存在变化，导致信号挥发性误差的增加，信号干扰的增大。

因此，高动态场景下GPS接收机需要通过采用更高的带宽和更高的采样率来保证信号质量，同时还需要采用有效的信号处理算法来提高强干扰和弱信号的捕获和跟踪能力。

（2）GPS高动态接收机的主要技术及其性能指标GPS高动态接收机主要涉及到信号处理、即时动态参数估计、运动外推和星历计算等方面。

其主要性能指标包括可视卫星数、跟踪时间、跟踪精度、冷启动性能、抗干扰能力等。

2. GPS高动态接收机算法设计与仿真针对GPS高动态接收机的信号特点，设计基于FFT算法的高速FFT算法，优化接收机在线实时FFT信号处理性能；设计基于Kalman滤波的运动外推算法，通过不断更新状态方程和观测方程，有效实现对接收机外推运动轨迹的预测和补偿，提高了接收机状态求解的精度和稳定性；优化GPS信号捕获和跟踪算法，提高接收机在弱信号和强干扰环境下的工作性能。

高动态GPS接收机捕获技术研究

高动态GPS接收机捕获技术研究高动态GPS接收机捕获技术研究摘要：随着人们对高速移动中位置信息需求的不断增加，高动态GPS接收机的研究变得尤为重要。

在本文中，我们将对高动态GPS接收机捕获技术进行研究，并探讨其在高速移动场景下的应用。

1. 引言全球定位系统（GPS）是一种由美国提供的导航卫星系统，其可以提供全球范围内的准确位置信息。

然而，传统的GPS接收机在高速运动下往往难以实现准确的定位，而高动态GPS接收机则能够满足这一需求。

2. 高动态GPS接收机的基本原理高动态GPS接收机通过采用先进的捕获技术，对信号进行实时处理，从而实现高速移动场景下的准确定位。

其基本原理包括频率搜索、码搜索和时间搜索三个主要步骤。

2.1 频率搜索在高动态场景下，GPS信号的频率会发生变化。

因此，高动态GPS接收机通过对接收到的信号进行频率搜索，从而找到合适的频率范围。

其采用了快速频率搜索算法，能够在短时间内找到最佳频率。

2.2 码搜索码搜索是高动态GPS接收机中的关键步骤。

传统的GPS接收机往往难以在高速移动中对信号进行鉴别，而高动态GPS接收机通过快速实时的码搜索算法，能够准确地捕获到GPS信号。

其算法主要包括早、晚和精确匹配阶段，通过逐步逼近的方式完成对码信号的搜索。

2.3 时间搜索时间搜索是在捕获到GPS信号的情况下，进一步确定接收机与卫星之间的距离差的步骤。

高动态GPS接收机通过准确计算时间信息，从而实现高速移动下的准确定位。

3. 高动态GPS接收机的应用高动态GPS接收机在军事、民航、交通管理等领域有着广泛的应用前景。

3.1 军事领域高动态GPS接收机可以用于军事导航、目标定位和武器制导等方面。

在高速移动的战场环境下，准确的定位信息对于军事操作至关重要。

3.2 民航领域民航领域也对高动态GPS接收机有着明显的需求。

在高速飞行的飞机上，传统的GPS接收机往往无法提供准确的定位信息。

而高动态GPS接收机则可以解决这一问题，提供可靠的导航信息。

基子DSP的高动态GPS接收机关键技术讨论

基子DSP的高动态GPS接收机关键技术讨论摘要：在高动态条件下，结合GEC公司的十二通道相关器GP2021，讨论了CPS接收机的结构设计和研制高动态CPS接收机所涉及到的关键技术，以及DSP在接收机中的功能。

GPS是美国建立的高精度全球卫星定位导航系统，在陆地、海洋、航空和航天等领域有着广泛的应用。

而高动态GPS接收机则可应用于导弹、卫星、飞机导航等许多场合，但由于高动态GPS接收机涉及军工等敏感领域，故国外的相关技术或产品对我国是封锁的，有关高动态的核心解决技术在各种文献中也见之甚少，相关技术必须自主开发。

GPS接收机的实时动态性能、定位精度以及功能的丰富性与其所选用的CPU性能有很大关系。

具有较大动态范围的接收机的实时运算量大、刷新速度高，对微处理器提出了更高的要求，即接收机应具有较高的数字信号处理能力。

DSP芯片具有适合于数字信号处理的软件和硬件资源，它运算速度快、接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、集成方便，可用于复杂的数字信号处理算法。

因此笔者的GPS接收机使用DSP芯片作为中央处理器。

在此基础上，采用一系列的算法，如利用接收机原始的伪距和伪距变化率进行GPS／INS组合算法和抗多径算法及设计新的载波跟踪环路等，提高接收机的抗干扰和动态性能及定位精度。

1 接收机的结构设计采用相关接收技术的GPS接收机一般可以分为三个功能模块：射频前端模块，信号处理模块和应用处理模块，如图1所示。

高动态GPS接收机组成与其类似，关键在于信号处理模块具有快速捕获功能和较大的捕获、跟踪带宽。

信号处理模块的主要功能是对信号进行捕获、跟踪、解扩、解调等，提取观测量和导航电文数据。

GPS扩频信号的解扩一般通过相关接收技术完成，信号处理模块的核心就是相关器。

多通道接收机一般采用多通道相关器实时地跟踪4颗或4颗以上的卫星信号。

以GP2010、GP2021芯片组作为接收前端和相关器，GP2021由时基产生电路、地址译码器、状态寄存器及12通道独立跟踪模块等组成。

针对 BOC 调制的 GPS 信号欺骗式干扰技术研究

针对 BOC 调制的 GPS 信号欺骗式干扰技术研究章节一：引言1.1 引言背景1.2 研究目的1.3 研究意义章节二：BOC 调制技术的分析2.1 BOC 调制技术的原理2.2 BOC 调制技术的特点章节三：GPS 信号欺骗式干扰技术的分析3.1 GPS 信号的特点和分类3.2 GPS 信号的欺骗式干扰技术3.3 GPS 信号欺骗式干扰技术的发展历程章节四：BOC 调制技术的欺骗式干扰研究4.1 BOC 调制技术的欺骗式干扰原理4.2 BOC 调制技术的欺骗式干扰方案设计4.3 BOC 调制技术的欺骗式干扰仿真与实验结果章节五：结论与展望5.1 课题的主要研究成果5.2 课题存在的不足和问题5.3 对未来研究的展望和建议第1章节：“引言”1.1 引言背景GPS系统(全球定位系统)是一种利用空间信号进行数据传输的全球性导航卫星定位系统。

它是一种由美国政府军方研制、维护和运营的系统，通过掌握GPS定位技术，一个人的位置、速度、方向等信息都能够得到准确的测量和计算。

尤其在军事领域，GPS已成为量能内战的首选武器之一。

该系统包括地面控制部分和空间控制部分。

由于GPS的工作频带和其他无线电发射源的频段相邻，因此，GPS的信号容易受到各种形式的电子干扰。

为了有效解决GPS信号干扰的问题，研究人员提出了一种新的调制技术——BOC(Binary Offset Carrier)调制。

BOC调制技术的出现，引起了国内外专家学者的广泛关注。

然而BOC调制技术虽然改善了GPS信号在噪声和干扰下的性能，但也面临着不少的安全风险，其中之一就是可能面临GPS信号的欺骗干扰。

1.2 研究目的针对BOC调制技术所面临的欺骗干扰风险，本论文将开展一系列系统性的研究工作，旨在深入探究BOC调制技术遭到GPS信号欺骗干扰的机理和形式，进一步完善BOC调制的GPS信号欺骗干扰的抵御策略。

本研究有以下几个具体目标:（1）系统分析BOC调制技术的原理和特性，对BOC调制技术进行全面深入的解析。

BOC及高动态GPS信号捕获算法研究的开题报告

BOC及高动态GPS信号捕获算法研究的开题报告一、选题背景及意义众所周知，全球导航卫星系统（GNSS）的发展已经成为现代国家维护国家安全、科学研究和经济发展的重要保障。

而GNSS中GPS（Global Positioning System）系统是最为广泛使用的一种。

GPS信号捕获算法是一项关键技术，它可以有效提升信号跟踪的灵敏度和抗干扰能力，提高定位精度和可靠性。

但传统的GPS信号捕获算法在遭受到高速运动和高速动态变化时，往往会出现信号漏捕和误捕等问题，影响定位精度和稳定性。

因此，为了满足现代化导航的需求，研究高动态GPS信号捕获算法成为了一个迫切的需求。

本文将综合探讨一种新的高动态GPS信号捕获算法——基于伪距零点辨识和BOC信号相位对齐的方法。

该算法结合了伪距零点的区域判别和BOC信号的相位对齐技术，可以提高信号跟踪的效率和可靠性，具有广泛的应用前景。

二、研究内容和思路1. 阐述GPS信号捕获算法的基本原理及常见方法2. 分析高动态场景下GPS信号捕获算法的难点和现有研究进展3. 提出基于伪距零点辨识和BOC信号相位对齐的高动态GPS信号捕获算法，并阐述其理论依据和技术流程4. 在MATLAB仿真平台上实现该算法，并进行性能评估和比较分析5. 结合实际场景对该算法进行实验验证三、预期目标和成果本研究的目标是实现一种高效、准确、可靠的高动态GPS信号捕获算法。

预期结果包括：1. 描述GPS信号捕获算法的基本原理和常见方法2. 分析高动态场景下GPS信号捕获算法的难点和现有研究进展3. 提出一种基于伪距零点辨识和BOC信号相位对齐的高动态GPS信号捕获算法，并进行理论和实验分析4. 在MATLAB仿真平台上实现该算法，验证其性能和精度等参数5. 实验验证算法在寻找移动目标、航空器导航、车联网等领域的应用价值四、研究计划和进度安排1. 理论基础学习（1个月）2. 相关文献查阅和综述（1个月）3. 研究方法设计和实验方案（1个月）4. 算法实现与数据分析（3个月）5. 实验验证和结果分析（2个月）6. 论文撰写和答辩准备（2个月）五、参考文献1. Shan Lu, Yuanxi Yang, Chunyan Liu. A Robust Signal Acquisition Method for High Dynamics GPS Receivers[J]. Journal of Navigation, 2014, 67(2): 327-342.2. Cong Liu, Xiaoguo Li, Yongjun Xu, et al. High Dynamics GPS Signal Acquisition Using Wavelet Transform with Periodic Function Interpolation[J]. Sensors, 2018, 18(5): 1452.3. Chong Li, Zhe Sun, Xue-Wei Wang. Signal Detection of FengYun Navigation System Based on New Code Acquisition and Tracking Technology[J]. International Journal of Distributed Sensor Networks,2017, 13(7): 1563093.4. 张田, 郑石柱, 庞峰. 一种适用于高动态GPS接收机的快速信号捕获算法[J]. 北京航空航天大学学报, 2012, 38(4): 577-580.5. Shan Lu, Yuanxi Yang, Chunyan Liu, et al. A Novel Signal Acquisition Method Based on Subspace and Template Correlation for High Dynamics GPS Receivers[J]. Advances in Space Research, 2014,53(1): 64-78.。

基于BOC调制技术的高动态GPS接收机研究

文章编号:1003-1251(2008)02-0015-04基于B OC 调制技术的高动态GPS 接收机研究刘春德,冯永新(沈阳理工大学通信与网络工程中心,辽宁沈阳110168)摘　要:概括介绍了低动态下GPS 接收机信号同步处理方法,针对二进制偏移载波(BOC )调制技术的特点,采用时域和频域相结合的同步处理方法,给出了能适应高动态环境下的接收机同步处理方案.以BOC (10,5)为例完成了在高动态环境下的信号捕获处理过程和信号跟踪处理过程,证明了接收机的稳定性和实用性,并为高动态接收机的深入研究提供基础.关键词:全球定位系统;高动态;接收机;二进制偏移载波(BOC )中图分类号:TP391.9 文献标识码:AA Study on the H i gh D ynam i c GPS Rece i ver Ba sedon the BOC M odul a ti on M ethod L IU Chun 2de,FENG Yong 2xin(Shenyang L igong University,Shenyang 110168,China )Abstract:After brief intr oducti on t o the mechanis m of signal synchr onizati on of GPS code re 2ceiver with BOC modulati on method,the p r oble m s in high dyna m ic envir on ment are ana 2lyzed,and the res oluti ons are p resented .I n the end,a model of high dyna m ic receiver is de 2signed on the basis of nor mal GPS receiver,which p r ovides a good foundati on f or the later deep research of high dyna m ic receiver .Key words:GPS;high 2dyna m ic;receiver;BOC (B inary Offset Carrier )收稿日期:2007-11-13基金项目:国家“863”计划基金重点资助项目(2006AA701213B );武器装备重点基金.作者简介:刘春德(1982—),男,硕士研究生;通讯作者:冯永新(1974—),女,教授,博士.研究方向:扩频通信技术及应用,移动无线网络组网技术,GPS 应用技术. 全球定位系统GPS (Gl obal Positi oning Syste m )是目前使用最广泛的卫星导航与定位系统,大量应用在民用和军事领域,尤其是在精确制导导弹等高动态环境下的应用更显重要.与静态和低动态环境下相比,高动态环境对GPS 接收机可靠接收信号带来较大的技术难度.在第三代GPS 系统中,基于长周期扩频码的通信技术得到了广泛的应用,特别是在基于BOC 调制技术中,由于存在多个相关峰值,这就给高动态接收机提出了新的要求.国内外围绕伪码和载波的捕获与跟踪进行了大量的研究工作,但多围绕低动态的信号展开[1],对于高动态信号的处理采用与低动态信号相同的处理方式,速度低,同步解调效果不理想.为了解决此问题,给出了一种高动态接收机的同步处理方案.2008年4月沈阳理工大学学报 Vol.27No .2第27卷第2期　TRANS ACTI O NS OFSHE NY ANG L I G ONG UN I V ERSI TYAp r .281　低动态下基于BOC 调制技术的GPS 接收机工作原理1.1　GPS 接收机的重要功能普通的GPS 接收机的功能划分如图1所示,包括三个主要的处理阶段[2]:第一步,将天线前端接收下来的射频信号做降频处理,降频后的信号为适于做信号处理的中频信号,将模拟的中频信号进行A /D 转换,则进入到信号处理阶段;第二步,对数字信号进行处理,首先进行信号的捕获,包括伪码和载波的二维捕获,其次,在捕获到伪码相位和粗略载频的基础上,进入伪码和载波的跟踪环路.经过对伪码和载波的精确跟踪解调出导航电文,并且完成伪距的计算;最后一步,利用解调出的导航电文和伪距进行用户的位置解算.在三个阶段的处理当中,第二阶段信号的同步处理在整个系统中的地位最为重要,它是进行精确定位解算的基础.图1　GP B 接收机的功能划分1.2　针对B OC 调制技术的同步方法对GPS 卫星信号的同步处理可分为两个过程:信号的捕获与信号的跟踪[3].前者完成信号的粗同步,而后者完成在一个伪码码元内的精确同步.其逻辑过程如图2所示.图2　信号同步流程图首先,对接收到的信号进行捕获.在针对BOC 调制技术的信号中,需要考虑其中亚载波产生的问题,如果捕获到伪码相位和载波频率,则进一步调整捕获结果,随后将控制权交给后续跟踪电路进行精确调整,使本地载波频率和伪码相位与接收信号精准对齐.当信号跟踪环路工作不正常(即失锁)时,再将控制权交还给捕获电路重新捕获.对于捕获阶段,考虑BOC 特有的边带结构,分别处理上边带和下边带,再非相干地把两个结果合并在一起,以形成捕获试探统计量的方案.对于跟踪阶段,由于存在多个相关峰值,因此,可以采用多峰值跟踪锁定的远超前-远滞后方法,利用副峰的位置精确锁定码片的偏差.2　BOC 调制技术的高动态GPS 接收机同步环路的设计对于捕获阶段,由于工作在高动态环境下,载波频率的搜索范围相应增大.此时可以采用两种方法来减少搜索时间:第一种方法可采用多种步长对载波频率进行搜索,第二种方法可利用四相鉴频器进行大频率牵引.对于跟踪阶段,由于载波有较大的多普勒频移和频率变化率,对载波的跟踪环路的实现提出了较高要求.锁相环受到动态引入的多普勒频移影响较大,尤其在高动态情况下,由于各种因素的影响,载频的偏差和阶跃从几千赫/秒到几十千赫/秒.因此,高动态接收机必须承受环路带宽与动态性能之间的折中,同时满足跟踪精度和动态性能的要求.2.1　高动态接收机的捕获在对BOC 信号捕获环路的仿真设计中,采用了BOC (10,5)的调制方式,为了证实捕获环路的可行性与有效性,仿真不仅在无噪声情况下对捕获环路进行了测试,还在加入各种典型干扰因素的情况下(如:高斯白噪声,宽带均匀频谱干扰等),进行了仿真测试.具体的捕获环路在Matlab 下的算法过程如图3所示. 从图中可以看出,对周期长的扩频码而言,可以利用方波发生器去掉亚载波信号,使其还原成BPSK 的调制方式,再利用循环相关的算法,提取・61・沈阳理工大学学报 2008年图3　基于BOC调制的捕获算法原理图出在当前多普勒偏移的情况下最大的相关峰值,再进行门限的比较,当未超过比例门限时,调整当前的载波多普勒值,当多普勒值接近真实的多普勒时,所得到的相关峰值将超过比例门限,此时本地复制的BOC信号与接收信号所含的扩频码从码相位上来看,其偏差在若干个码元之内,相应的多普勒的偏差也被控制在一定的范围内,为下一步进行的捕获调整做好准备.在进行捕获调整的环路中,采用了时域上的伪码串行载波并行的捕获算法.因为在前一阶段的捕获过程中,已经缩小了码的偏差和多普勒值.下一步,需要把码的偏差调整在一个码元宽度内,将之前复现的本地码向前多取若干个码片.防止在捕获阶段产生的超前或者滞后的现象,在调整阶段需要找到最高的相关峰值,并超过相应的判断门限.2.2　高动态接收机的跟踪普通的接收机对于信号的跟踪包括伪码的跟踪和载波的跟踪两个方面.对伪码的跟踪通常采用DLL(延迟锁定环),对载波的跟踪一般采用P LL,最常用的为Costas环[4].DLL和Costas环协同工作,保证了对伪码和载波的持续跟踪,并解调出导航电文.伪码跟踪环和载波跟踪环的协同工作如图4所示. 为了使接收机满足高动态环境下的应用需求,可以引入F LL(锁频环)来跟踪频率的快速变化,此时,环路滤波器的带宽较宽;为了获得精确图4　GPS接收机信号跟踪示意图的多普勒频率值,可通过P LL(锁相环)来跟踪相位的变化,精确的锁定载波频率,此时,环路滤波器带宽应窄.在实际设计中应该采取折中的方式来解决环路带宽的矛盾.由上述可知,高动态接收机的跟踪环路不能单纯使用P LL,而需要F LL+P LL的实现方式,即在跟踪环的基础上增加一个辅助的频率引导环,以F LL跟踪较大的滤波器带宽来闭合环路,当频率引导到P LL可处理的范围时,转入Costas环进行精确的载波跟踪,在允许的预期动态影响的前提下,尽量采用窄的滤波器噪声带宽来维持环路的跟踪转台.当动态增强时,转入F LL跟踪,重复上述过程,即可完成在动态性变化大时,环路在F LL与P LL跟踪方式的切换[5].锁相环复现输入卫星的准确频率,而锁频环・71・第2期刘春德等:基于BOC调制技术的高动态接收机的研究则复现近似的频率.因此也称锁频环为自动频率控制(AFC )环.AFC 环的形式有多种,其主要区别在于所使用的鉴频器的不同,叉积自动频率跟踪算法(CP AFC:Cr oss Pr oduct Aut o Frequency Track 2ing )为常用的F LL 鉴频器算法.叉积鉴频器的环路示意图如图5所示.符号确定的叉积自动频率跟踪算法CP AFC 与一般的叉积鉴频器相似,但消除了输出量的符号模糊.在实际信号中,数据符号不可能连续不变,所以在多数设计中采用此种有符号的叉积自动频率跟踪算法.图5　叉积鉴频器3　结束语利用时域和频域相结合的捕获处理方法,能更快获得多普勒补偿数据和码片偏移位置,具有相位连续变化、频率分辨率高、带宽相对较宽等优点.测试结果表明,采用时频域结合设计实现的可行性和可靠性,且资源占用量少.同时,也能实现高动态环境下的同步处理.参考文献:[1]梁丹丹,张一,张中兆.高动态直扩接收机载波跟踪技术研究[J ].电子技术应用,2005,9(5):51253.[2]Parkins on B W ,Sp ilker J J.The gl obal positi oning syste m theoryand app licati ons [M ].W ashingt on .D C:A I A A,1996.[3]费华连.导航战中的GPS 干扰与抗干扰技术[J ].航空电子技术,2001,32(1):45248.[4]郑继禹,林基明.同步理论与技术[M ].北京:电子工业出版社,2003.[5]程乃平,任宇飞,吕金飞.高动态扩频信号的载波跟踪技术研究[J ].电子学报,2003,31(12):204822050.(上接第14页)4　结束语 (1)采用简单的曲面分割方法,对曲面进行分割,并不进行曲面平坦测试.(2)提出了一种根据分割后小曲面的位置重新构建坐标系的方法来构造多个最小包围盒的方法.该方法构造的包围盒相对于在统一坐标系下构造的包围盒的占有空间小.(3)采用了以包围盒中心点为中心的空间划分及编码技术,运用编码间的逻辑运算来判断曲面与包围盒间的关系.用以上方法进行曲面求交,可以减少求交测试的计算量,加快求交的速度.参考文献:[1]孙家广.计算机图形学[M ].北京:清华大学出版社,1998.[2]许晓革,冀阳峰,杨蕾.曲面离散跟踪求交算法的研究[J ].工程图学学报,2005,(1):61264.[3]渠建平.实用曲面求交算法的研究与实现[D ].北京:北京工业大学(机电学院),2001.[4]曾阳艳,郑文庭,冯结青.参数曲面点元离散求交法[J ].工程图学学报,2004,(4):77284.[5]Donald Hearn,蔡士杰.计算机图形学第2版[M ].北京:电子工业出版社,1994.[6]高军峰,徐凯声,崔劲.一个基于包围盒技术提高光线与物体求交效率的算法[J ].交通与计算机,2004,22(6):65268.[7]官火梁,吴强,席平.RCS 计算中NURBS 曲面和射线求交的快速计算[J ].工程图学学报,2006,(1):87291.[8]彭艳莹,陆国栋,李基拓.基于包围盒编码的三维线段裁剪新算法[J ].计算机辅助设计与图形学学报,2003,15(11):136921374.・81・沈阳理工大学学报 2008年。

BOC调制打通共用载频的坦途——GNSS导航信号的收发问题之一

BOC调制打通共用载频的坦途——GNSS导航信号的收发问
题之一
刘基余
【期刊名称】《数字通信世界》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】在着力培育北斗卫星导航国内民用市场之际,研发高精度、广用途、价格适度的GNSS导航信号接收机已成为当务之急.为此,我们需要深入了解GNSS导航信号所涉及的多学科知识.破解GNSS导航信号接收机研制难题.本讲座拟对此做一些解题探索,而对GNSS导航信号共用载波频率.所用伪随机噪声码特性.GNSS卫星所用的测距码多样性及其跟踪测量.卫星导航电文及其编码纠错法.GNSS导航信号接收天线的适应性,以及GNSS导航信号接收机的研制难点及其对策分别予以较深入的论述.本文主要论述BOC调制的作用与影响.
【总页数】6页(P38-43)
【作者】刘基余
【作者单位】武汉大学测绘学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.适应SAR功能的GNSS接收机待研发r──GNSS导航信号的收发问题之十六[J], 刘基余
2.GNSS信号接收机的构件初识──GNSS导航信号的收发问题之十 [J], 刘基余
3.GNSS信号接收机软件化的实现方法──GNSS导航信号的收发问题之十五 [J], 刘基余
4.GNSS信号接收机的研制思考──GNSS导航信号的收发问题之十四 [J], 刘基余
5.卫星导航电文是GNSS的导航灵魂——GNSS导航信号的收发问题之四 [J], 刘基余
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高动态GPS接收机的研究和硬件实现的开题报告

高动态GPS接收机的研究和硬件实现的开题报告一、选题背景随着高科技的发展，全球定位系统（GPS）在陆地、空中和海洋等领域的应用日益广泛。

高动态环境下的GPS接收机能够实现对运动物体的高精度定位和导航，特别是在军事、民航、航天等领域有广泛的应用。

目前市场上的GPS接收机，大多数针对静态环境进行设计，无法适应高速移动的车辆、飞行器和卫星等，因为在高动态环境下，接收机所遇到的干扰和多径效应等问题都会更加严重，从而影响定位精度和稳定性。

因此，在高动态环境下研究GPS接收机的技术，对于提高其应用性和效果具有重要意义。

二、研究目的本研究的目的就在于探索高动态GPS信号接收、解调和处理的关键技术，以及设计实现一个高动态GPS接收机的硬件平台。

通过对GPS信号的接收和处理，提高其在高速车辆、飞行器和卫星等动态环境下的可靠性和精度。

三、研究内容1. 高动态GPS信号的特点和建模：对高动态环境下的GPS信号产生的不同干扰和误差进行建模，并研究其在信号接收和处理中的影响。

2. 接收机前置放大器和滤波器的设计：针对高动态环境下的GPS信号的特点和建模，设计前置放大器和滤波器，以提高信号的抗干扰能力和信噪比。

3. 高速数据采集和处理：通过高速数据采集芯片和FPGA等技术实现对高速数据的实时采集和处理，以降低系统误差，提高定位精度。

4. 定位算法与误差校正：通过对高动态环境下的多路径干扰、速度滑动和动态事件等因素的分析，研究相应的定位算法和误差校正方法，提高定位精度和可靠性。

5. 硬件设计与实现：在以上研究基础上，开发一个基于高速数采芯片和FPGA实现的高动态GPS接收机硬件平台，并进行实验验证。

四、研究意义本研究可以为军事、民航、航天等领域提供一种高性能、高精度和高可靠性的GPS接收机。

同时，为研究高动态环境下的GNSS导航和定位算法提供支持和保障。

此外，本研究可以推动高精度定位技术在工业领域的应用。

五、研究方法本研究将采用理论分析和实验研究相结合的方式，通过对GPS信号的特点和建模的分析，优化接收机前置放大器和滤波器的设计，实现高速数据的采集和处理，探索高动态环境下的定位算法和误差校正方法，并基于FPGA等技术实现一个高动态GPS接收机的硬件平台。

BOC调制扩频信号同步技术研究的开题报告

BOC调制扩频信号同步技术研究的开题报告一、研究背景及意义BOC（Binary Offset Carrier）调制是一种常见的扩频调制方式。

在现代高精度导航和定位系统中，BOC调制被广泛应用于卫星导航信号中，如GPS（Global Positioning System）、GLONASS（Global Navigation Satellite System）和Galileo等。

BOC调制能够提供更高的定位精度和抵抗多径干扰的能力，因此被广泛认可和使用。

然而，BOC调制信号具有较高的峰均比（PBR），这意味着信号波形峰值和平均值之间的比率非常大。

这种特性对扩频接收机的性能提出了挑战，因为高PBR的BOC 信号接收机需要选择更高的取样率、更大的动态范围和更高的计算复杂度，以保持良好的性能。

因此，针对BOC调制信号的同步技术研究具有重要意义。

该研究可以为BOC信号接收机的设计和实现提供理论指导和技术支持，提高BOC信号接收机的性能和实际应用效果，进一步推动现代高精度导航和定位系统的发展。

二、研究内容及方法本研究将围绕BOC调制扩频信号同步技术展开。

具体研究内容和方法如下：1. BOC调制扩频信号的特点分析：分析BOC调制扩频信号的特点，包括信号结构、峰均比、多径干扰等，并分析其对同步技术的挑战。

2. 传统同步技术的分析与评估：综述传统同步技术的原理、优缺点，评估其适用性和局限性，包括相关成分同步、非相关成分同步、无线电时钟同步等。

3. 新型同步技术的探索和研究：基于BOC调制扩频信号的特点和传统同步技术的分析，探索和研究新型同步技术，如均衡滤波器同步、深度学习同步、自适应同步等，分析其原理、优劣、适用范围和改进空间。

4. 同步算法的仿真和实验验证：利用MATLAB、Python等软件工具，对不同的同步算法进行仿真模拟和性能评估；通过实验平台的搭建和测试验证，进一步验证同步算法的有效性和可行性。

三、研究进度安排1. 第一阶段：文献调研和综述（2周）2. 第二阶段：BOC调制扩频信号特点分析和同步技术评估（3周）3. 第三阶段：新型同步技术的探索和研究（6周）4. 第四阶段：同步算法的仿真和实验验证（4周）5. 第五阶段：论文撰写和论文答辩（3周）四、预期成果及意义本研究将得出BOC调制扩频信号同步技术的研究结论，包括BOC调制扩频信号同步的挑战、传统同步技术的优缺点、新型同步技术的原理和应用、同步算法的性能评估和实验验证等。