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1、卫星导航接收机高灵敏 度差分捕获技术研究,通信工程08-1班 袁军,研究背景,我国在卫星导航市场应用上具有非常大的潜力。经过了十多年的发展，我国的卫星导航用户设备市场化的条件日趋成熟，正在逐步形成批量化用户群体，已经进入应用行业快速发展的时期。随着我国经济的不断发展，我们完全可以相信，卫星导航定位这个新兴的产业将形成巨大的经济、军事、科技效益，导航定位产业将成为新的经济增长点。在将来的几年中，全球将出现美国的GPS，俄罗斯的 GLONASS系统，欧洲的伽利略系统，中国的北斗区域定位系统共存的局面。,GNSS系统组成,目前运行与在研的各个GNSS系统的基本组成大致相同，下面以GPS为例进行说明G
2、PS由以下三部分组成：(1)GPS卫星星座(空间段)；(2)地面监控系统(控制段)；(3)GPS信号接收机(用户段)；,GPS系统,GPS软件接收机处理过程,首先天线接收GPS信号，然后GPS信号经过放大、下变频、A/D采样量化之后，变成中频数字信号，中频数字信号传送到计算机中,由软件实现接下来的基带信号处理，包括捕获、跟踪、导航解算等。,卫星导航差分捕获技术研究,一般接收机对空间信号的捕获过程要完成两个参量的捕获：码相位、载波频率。所以用户的搜索过程是一个二维搜索。,捕获原理图,传统微弱信号捕获算法,相干非相干积分捕获,相干积分的时间受到三个因素的影响：（1）是计算量的限制（2）是数据位的变
3、化（3）是频率稳定度的影响,为了解决GPS信号相位翻转对相干积分时间的限制，引入了在雷达技术中使用的非相干积分技术。非相干积分本质上是去除相位信息，仅保留幅度信息。非相干积分把相干积分的结果求平方，然后再将平方之后的结果进行累加，通过增加相干积分的数据段数来提高信噪比。,改进的弱信号捕获算法,为了弥补相干积分和非相干积分的不足，我们再次对相干非相干方法进行改进，如下图所示。,改进弱信号捕获算法原理图,差分相干积分原理,相干累加方法具有数据位翻转不敏感的问题，非相干累加方法具有噪声叠加问题，他们都很难捕获到更低信噪比的信号，为了解决以上问题，本课题的多数据点差分捕获弥补了以上的缺点，利用差分方法
4、解决数据位翻转问题，多数据点使得信号能量增加，使捕获更加容易，而且灵敏度更高。,差分相干积分捕获的优势,差分相关捕获算法解决了相干累加不能解决的很多问题。首先，由于比特翻转只会产生少量的负值,对待判决捕获量的削弱作用很小，也就不会影响捕获的判决；,其次，差分相关捕获算法对共轭乘积进行累加，可以进一步提高信噪比，那么相干累加时间就可以减小，频率步进就可以增大，也不会影响捕获的精度和准确度，而且步进大整个搜索时间就会少。可见低信噪比场合下采用差分相关捕获算法是非常适合的。,捕获算法仿真与结果分析,为了对所开发的算法进行测试比较，必须有一个可控制并可重复产生的信号源。GPS 仿真信号源可以仿真受干扰影响的 GPS 中频数字信号，为验证所开发的算法性能提供特征已知的信号源。主要包括以下部分：C/A 码发生器、导航数据发生器、L1 数字中频载波发生器、噪声发生器、带通滤波器、自动增益控制 AGC 和 A/D 采样器。,改进与传统算法捕获的结果,传统与改进后捕获算法信噪比分析,下一步工作计划,进一步分析研究卫星导航差分捕获技术，学习相关的软件知识，做好程序调试，仿真，并进行优化，准备论文材料，收集好实验数据，制作PPT完成毕业论文。,THANK YOU,
