一、GPS软件接收机的研究(论文文献综述)
霍翔[1](2020)在《L1C与E1OS信号测距及定位性能分析》文中指出为了给用户提供更优质的导航定位服务,GPS(Global Positioning System)、Galileo设计并播发了互操作信号L1C、E1OS。它们分别采用了时分复用二进制偏移载波(Time Multiplexed Binary Offset Carrier,TMBOC)和复合二进制偏移载波(Composite Multiplexed Binary Offset Carrier,CBOC)调制,但是其理论上带来的种种优势在实际接收中能否体现尚待验证。因此本文研究了L1C和E1OS信号接收算法,设计并实现了具有更好灵活性,可移植性的L1C+E1OS信号软件接收机,并使用实测的GPS III、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)L1C信号及Galileo E1OS信号研究了信号的测距和定位性能。本文的主要工作有:(1)研究了L1C+E1OS信号软件接收机的捕获、跟踪和定位算法。根据L1C和E1OS信号的电文结构不同,分别研究了帧同步、译码、卫星轨道解算以及GPS III+QZSS+Galileo联合定位等算法,并根据以上算法模型设计并实现了L1C+E1OS信号软件接收机。(2)利用实测数据验证了L1C+E1OS信号软件接收机的各部分功能。使用软件接收机输出的载波频率、码相位、时间、星历等信息,验证了L1C+E1OS信号软件接收机捕获、跟踪和定位模块的正确性。(3)基于L1C+E1OS信号软件接收机对L1C信号的处理结果,分析了L1C信号的测距和定位偏差,研究了GPS III及QZSS在西安和三亚的星座可见性,设计了测试方案并分析了联合定位的效果。结果表明,BOC(1,1)的测距和定位偏差与相关间隔成正比,TMBOC(6,1,4/33)的测距和定位偏差在相关函数的平台处会出现恶化,前端带宽对BOC(1,1)和TMBOC(6,1,4/33)的测距和定位偏差影响较小;验证了QZSS对GPS III的增强效果。(4)基于L1C+E1OS信号软件接收机对E1OS信号的处理结果,分析了E1OS信号的测距和定位偏差以及L1C和E1OS信号的联合定位效果。结果表明,CBOC(6,1,1/11,+)和CBOC(6,1,1/11,-)的测距和定位偏差在相关函数的平台处会出现恶化,其余相关间隔下CBOC(6,1,1/11,-)的测距定位偏差更小,前端带宽对CBOC(6,1,1/11,+)和CBOC(6,1,1/11,-)的测距和定位偏差影响较小;联合定位优化了定位精度因子,定位准确度更高。
张净[2](2020)在《基于伪距模型的多径误差抑制研究》文中提出全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)由于具有全天候、高精度、自动化等特点已经被广泛应用于各个领域,成为了人们生活中不可或缺的一部分。多径干扰是影响定位精度的主要误差源之一。由于其具有空间上的不确定性和时间上的不相关性难以通过一般的差分技术消除,使多径误差抑制成为研究难点。因此,研究多径误差抑制方法对提高导航系统的定位精度具有重要意义。本文主要以全球定位系统(Global Positioning System,GPS)为例,以伪距模型为基础在软件接收机中的定位导航运算阶段开展多径抑制技术研究,主要研究工作如下:1、采用伪距模型对多径误差抑制问题进行了描述,并确定了基于两步定位法的多径误差抑制研究思路。第一步,在不考虑多径干扰的前提下,采用传统的定位方法定位出一个粗略的用户位置;第二步,引入多径干扰,将定位问题转化为一个优化问题来解决,完成多径误差的抑制。2、提出了一种基于教学优化(Teaching-Learning based Optimization,TLBO)算法的多径误差抑制方法。针对第一步中传统定位方法存在的残余相位问题,本文结合残余载波相位与残余伪码相位对该残余相位进行消除;对于第二步,采用了TLBO算法来解决该优化问题,以完成多径误差抑制。3、提出了一种基于改进TLBO算法的多径误差抑制方法。针对传统TLBO算法搜索速度慢,易陷入局部最优等缺点,本文通过引入自适应教学因子,交叉策略及自适应改变种群规模的思想提出了一种改进的TLBO算法,并将其应用到多径误差抑制问题中。4、最后,通过上海宇志公司生产的GNSS中频信号采集器SPL-SIS100B1在太原理工大学明向校区采集真实的卫星数据来验证本文所提出的多径误差抑制方法的有效性,并与基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、基于差分进化(Differential Evolution,DE)算法和基于变量投影法(Variable Projection,VP)的多径误差抑制方法进行了比较,结果表明本文所提出的多径误差抑制方法具有更好的定位结果。
高梦[3](2019)在《BDS/GPS中频信号采集系统设计及捕获算法研究》文中研究指明近年来,随着全球卫星定位系统的应用越来越广泛,全球GNSS融合发展成为了主流趋势,伴随着我国“北斗三号”导航系统正式向全球提供基本导航服务,我国BDS距离全球组网的目标也迈出了实质性的一步,正式进入了全球时代。本课题设计的BDS/GPS中频信号采集系统基于导航接收机发展的大背景,在解决多星座兼容和互操作的卫星信号采集方面给出了一种解决方案,该课题的研究对我国卫星导航事业的发展起到了积极的推动作用。本文首先进行了卫星射频信号采集系统的软硬件设计和实现,将接收到的射频信号转换为中频信号,为后续的捕获算法提供数据。接收系统首先根据功能及技术要求,设计出了系统硬件结构,然后对硬件系统的各功能模块进行了详细设计,射频单元使用MAX2769芯片进行搭建,采用FPGA(EP4CE15F)作为系统的控制芯片,用CYUSB3014作为USB3.0通信控制单元,将射频电路采集到的数据传输到上位机,实现射频前端与PC之间的高速数据传输;系统软件模块包括通过Quartus II编写的FPGA传输和控制数据程序,在Eclipse上开发的USB固件程序,用VC++编写的上位机程序,实现中频数据的接收、传输和保存。论文通过对捕获数据进行结果分析,用来检验中频采集系统的功能及指标。在分析卫星捕获技术的基础上,采用了基于FFT的频域并行码相位捕获算法,先利用已有的原始数据对该算法进行验证,仿真结果证明了该捕获算法的可行性。然后对中频采集系统整体进行连接调试,并对接收到的数据用捕获算法进行了仿真,将结果与之前的数据进行了对比,实验结果表明该中频采集系统的性能达到设计要求,具有较好的适用性。
贾兴刚[4](2017)在《基于VS的GPS/北斗卫星软件接收机设计》文中研究说明近几年随着北斗系列卫星的迅猛发展,接收机的设计生产都有了长足的进步。虽然接收机的型号多种多样,但大部分以传统的硬件接收机较多,相比于硬件接收机,软件接收机具有模块化、可编程、灵活性和适应性强等特点,同时可兼容多种导航系统,软件接收机发展潜力很大。使用软件接收机使得系统分析过程更加灵活有效,软件接收机可以低成本的实现重设计,将最新的研究理论应用到实际的接收机开发中。即使在硬件没有达到理想的需求时,通过软件卫星接收机的平台,各种新算法新理论的可行性与性能也能够得到验证及比较,然后选用最合适的进行设计生产,并且软件接收机能提供一个切实有效的仿真环境。本文设计了一款GPS和北斗双模卫星软件接收机系统。为了实现PC平台的卫星信号捕获,提出了一种使用GPU完成快速捕获的方法。结合CUDA的特点,在数据分块和频率补偿捕获算法的基础上,将二者结合,通过编程完成对信号的并行搜索计算。论文首先阐述了卫星软件接收机的概念、发展现状、研究背景和意义等内容,对卫星软件接收机实现所需要的传统捕获、跟踪、同步、解调相关技术进行了介绍,其次分析了CUDA的处理流程和数据分块和频率补偿算法的原理,并且对结合CUDA的数据分块和频率补偿算法进行了设计,再次进行了系统总体设计,重点对软件接收机的捕获模块、跟踪模块、同步模块、解调模块进行了实现。最后根据系统功能性需求,提出了测试用例,并分别对接收机软件模块进行了详细测试。
牟卫华[5](2017)在《GNSS信号软件处理关键技术研究》文中研究说明随着计算机技术的发展,多核CPU处理器运算能力显着增强,GPU通用计算将GPU应用到工程计算领域,并行计算将计算能力从单个处理器扩展到多个处理器,完全基于通用处理器(General Purpose Processor,GPP)的GNSS信号模拟与接收软件实时处理条件逐渐成熟。目前GNSS软件信号处理领域使用的算法大都是串行算法,简单移植到并行环境下,不能充分发挥并行硬件的运算能力。本文根据并行计算的硬件特点和并行计算编程模型,对导航信号生成与信道模拟仿真并行处理技术以及导航信号捕获与相关并行处理技术展开研究,具体内容如下:(1)传统的高动态扩频信号DDS生成方法中,每个采样点计算依赖于前一个点,不能够并行化计算,仿真运算实时性差,针对该问题,本文提出了一种基于多项式插值瞬时相位计算的高动态信号并行仿真算法,引入瞬时相位概念,由动态参数和当前时间计算瞬时伪码相位和瞬时载波相位,各采样点的计算彼此不相关,能够将仿真信号组织成多维的数据结构并行计算,提高了信号仿真的实时性。仿真验证结果表明,该算法在GPU上仿真1秒钟100MSPS采样率的信号,仿真与传输耗时384ms,与4线程CPU串行仿真相比,显着提高了仿真速度。(2)针对长周期伪码扩频信号的捕获问题,提出了基于GPU的部分相关码相位空间全局直接捕获算法,利用FFT实现线性部分相关,并行搜索伪码相位,在GPU中加速FFT运算,显着提高了长码捕获的速度。试验结果表明,运用该方法捕获载噪比大于42.7dB?Hz,时间不确定范围±1s,频率不确定范围±5kHz的长码信号,耗时约3s,与在32线程CPU上实现相比,显着提高了捕获速度。(3)为了降低数据处理的规模和存储要求,适应不同性能的GPU,同时有利于多核处理器对数据进行并行任务处理,充分发挥多核的并行处理优势,提出了一种基于GPU的分段部分重叠局部相关长码直接捕获方法,该方法对输入数据分段划分,利用GPU批处理分段数据FFT运算,显着提高了长码捕获的速度。(4)针对长码的频域搜索,提出了一种基于分段相关值相位差精化频率搜索精度的方法,该方法利用两个分段相关值序列计算出相位变化量,估计信号多普勒频率,与具体窗函数无关,仿真结果表明,基于分段相关值相位差精化频率搜索精度方法,估计精度显着优于补零DFT方法和基于窗函数频谱特性估计多普勒频率的方法。(5)针对扩频信号相关计算,引入向量概念,建立了一种基于向量内积的并行相关模型,利用GPU以及向量内积算法并行计算相关值,发挥了GPU的并行运算潜力,提高了扩频信号相关运算的实时性,使用向量空间的概念来分析导航信号相关接收带来了诸多方便。(6)建立了一种基于矩阵向量运算的扩频信号并行多相关计算模型,利用矩阵向量乘法并行计算多个不同伪码延迟相关值,提高了信号多相关器运算的实时性,能够实现扩频信号软件多相关器实时计算。(7)针对延迟多普勒二维合成多相关器的软件计算实时性问题,提出了一种伪码延迟维度和多普勒维度两级并行加速算法,对于伪码延迟维度的多相关值计算,采用基于GPU向量运算的多相关计算方法加速伪码延迟维度运算,采用对部分相关值序列FFT方法并行加速多普勒维度多相关值计算。通过在两个维度并行加速,提高了延迟多普勒二维合成多相关器软件计算的实时性。(8)针对软件接收机几十个通道相关计算的实时性问题,建立了一种基于矩阵向量运算的多导频通道软件并行相关接收模型,利用矩阵向量乘法并行计算各个卫星导频通道相关值,提高了卫星导航信号多导频通道相关运算的实时性,仿真验证结果表明,利用该算法计算25MSPS采样率时长1ms的信号相关值,25个通道共150个相关运算耗时967us,与在32线程的CPU上基于MKL(Intel Math Kernel Library)的实现相比显着加快了相关运算的速度。论文研究成果已经应用到卫星有效载荷模拟器以及地面检测系统,相关方法也可应用于导航信道模拟系统、地面运控系统信号收发设备、信号质量监测与评估系统以及GNSS反射信号处理(GNSS-R)等设备的软件实时信号处理。
黄凯旋[6](2017)在《基于USRP的实时GNSS软件接收机研究》文中认为随着全球卫星导航系统的快速发展,其在各个领域的应用越来越广泛,得到了世界范围的关注。接收机作为导航系统的用户端,是实现导航定位等功能的重要载体,是导航系统提供其他更广泛服务的基础。但是,设计上较为固定的硬件接收机,不能够适应当前快速发展的卫星导航信号处理算法,跟不上用户的需求,而软件接收机则因为其良好的通用性、灵活性、容易进行升级和算法的验证而受到关注,弥补了硬件接收机的缺点。本文在详细分析对比了传统硬件接收机和软件接收机的优缺点之后,重点介绍了软件接收机的发展现状,软件无线电开发平台和开发系统的发展现状,并在此基础上,提出了本文研究的方向与重点,确定了主要的研究内容与论文的基本结构。以GPS L1和北斗B1为例,分析了导航卫星信号的构成、特性与调制方法;对软件接收机的通用结构进行研究,并在此基础上,提出本文软件接收机的设计方案。对软件接收机的基带信号处理部分展开研究与实验验证。主要包括捕获和跟踪两个模块,分别对其原理、算法进行研究,介绍了串行捕获、并行频率捕获和并行码相位捕获三种捕获算法,以及载波相位锁定环路、载波频率锁定环路、码环和完整的信号跟踪环路。在此基础上,设计实际的捕获、跟踪算法流程,并进行实验验证。对软件接收机的导航解算部分展开研究,分为导航电文提取及译码、卫星位置解算和导航系统定位解算三部分。导航电文提取及译码部分对导航信号的位同步、帧同步及校验方法进行了研究,并进行实验测试。导航系统定位解算部分对导航定位解算的基本原理、定位方程求解方法及基于卡尔曼滤波的定位解算展开研究,并设计定位解算流程,完成定位解算实验测试。最后,基于GNSS-SDR开源软件和USRP软件无线电开发平台,开发北斗导航系统软件接收机各算法模块,并通过实验,验证软件接收机的功能与性能,能够进行实时的定位解算。
张鹏娜[7](2017)在《车载北斗软件接收机关键技术研究》文中研究说明随着智能控制、计算机技术的发展,汽车智能化程度也越来越高,无人驾驶车辆正逐渐由概念投入应用。导航作为智能车辆路径规划和环境感知的基础,良好的定位导航性能对车辆的安全行驶具有重要作用。与传统汽车相比,无人驾驶车辆对导航定位精度、连续性和可靠性的要求较高。相对于硬件接收机,软件接收机更有利于无人驾驶车辆实现多传感器融合高精度导航。为了提高无人驾驶车辆的定位导航精度,本文主要对车载北斗软件接收机基带信号处理算法进行了研究,并提出了快速捕获算法和高灵敏度跟踪算法。首先,本文针对传统并行码相位捕获算法无法调节码相位搜索步长的特点,提出了基于分解FFT的并行捕获算法。该算法将做相关运算的两信号分别分成P(P为常数)份做FFT运算,然后通过融合算法得到相关结果。可实现每移动P个采样点做一次相关运算,结构较灵活。当P值选择合适时,算法计算量可减少50%左右。同时,改进后算法与传统并行码相位捕获算法PTP值基本相同,捕获性能基本相当。然后,本文在所提单频信号快速捕获算法的基础上提出了双频信号辅助捕获算法。该算法首先利用基于分解FFT的并行捕获算法对B1信号进行捕获,然后根据B1信号捕获结果缩小B2信号多普勒频移和码相位搜索范围,最后通过时域相关的方式获得B2信号捕获结果。相较于传统双频辅助捕获算法,该算法可减少约25%的计算量。最后,本文分析了B1、B2双频信号的关联性,并基于此将双频耦合跟踪算法用于北斗双频信号的跟踪。该算法首先将B1、B2支路鉴相器的输出结果进行组合,然后分别输入环路滤波器进行滤波处理并将输出值传递给载波NCO进行输出频率调节,最后经过环路参数预测单元输出B1、B2支路的本地载波信号。相较于单频独立跟踪算法,该算法跟踪灵敏度可提高约3 dB。本文所提基带信号处理算法加快了信号的捕获速度、提高了信号的跟踪灵敏度,有利于双频软件接收机在资源有限的车载嵌入式平台上实现,对于提高无人驾驶车辆的定位导航性能具有参考意义。
张鹏娜,曾庆喜,祝雪芬,裴凌[8](2016)在《卫星定位软件接收机研究综述》文中认为软件接收机凭借其良好的通用性、灵活性及较好的定位性能已成为卫星定位接收机领域的一个研究热点。系统阐述了软件接收机的结构特点及国内外研究现状,对比分析了基于PC,DSP(digital signal processor),FPGA(field programmable gate array)以及FPGA+DSP平台的软件接收机的结构和性能,指出基于FPGA+DSP,DSP的实现方式更利于发挥软件接收机的优点,可使软件接收机真正走向实用化,最后给出了软件接收机技术未来的发展方向和其在无人驾驶技术中的应用前景,为软件接收机的研究和应用提供理论参考。
武新波[9](2015)在《基于CUDA的GPS软件接收机研究》文中研究指明本文以基于CUDA的GPS软件接收机为研究对象,利用CPU和GPU异构计算平台设计了软件接收机,GPU负责捕获和跟踪中的大量相关运算,CPU负责导航解算等。利用英伟达公司推出的CUDA可以使GPU开发更简单。与硬件接收机和传统软件接收机比,利用CUDA和GPU等新技术实现的软件接收机具有灵活性更强、开发成本更低、通道数更多和研究更方便等优点。本文在简要阐述了本课题的研究目的和意义、国内外研究现状后,完成了以下几项工作。(1)研究了卫星导航基本理论、传统接收机结构和CUDA基本理论,进行了基于CUDA的GPS软件接收机设计。卫星导航基本理论主要包括信号结构和定位原理。CUDA基本理论主要包括CUDA概述、CUDA软件体系、CUDA计算架构、CUDA存储器模型和CPU+GPU异构计算。分析了基于CUDA的软件接收机的诸多优点后,对基于CUDA的GPS软件接收机进行了总体方案设计、软件和硬件设计。(2)研究了信号捕获基本理论,并进行了基于CUDA的信号捕获模块设计。信号捕获基本理论包括信号捕获概况和信号捕获算法。基于CUDA的信号捕获模块设计包括数据的存储映射、CPU和GPU中的功能映射、信号捕获算法流程、信号捕获算法验证和信号捕获算法优化。经过优化,该模块66.2ms即可完成信号捕获,效率较高。(3)研究了信号跟踪基本理论,并进行了基于CUDA的信号跟踪模块设计。信号跟踪基本理论包括相位锁定环路、频率锁定环路、码跟踪环路和信号跟踪环路。基于CUDA的信号跟踪模块设计包括数据的存储映射、CPU和GPU中的功能映射、信号跟踪环路流程和信号跟踪环路验证。(4)设计了位同步和帧同步模块、奇偶校验和电文译码模块、卫星轨道解算模块和用户导航解算模块。卫星轨道解算模块和用户导航解算模块都包括算法、流程和验证。研究基于CUDA的GPS软件接收机可以为以后研究更多星座和频点的软件接收机打下坚实的基础。
唐琳琳[10](2015)在《L1/L2C双频车载GPS软件接收机快速捕获算法研究》文中进行了进一步梳理目前GPS技术已经广泛应用于汽车导航系统中,但是随着室外自动导引车和智能汽车等对定位精度要求的不断提高,传统的单频GPS接收机的定位精度已经无法满足要求。美国GPS现代化计划后出现的双频车载软件接收机可以有效地解决上述问题。捕获作为软件接收机基带信号处理的首要环节,是后续信号跟踪和导航解算的基础。因此,研究性能优越的快速捕获算法对于提高GPS L1/L2C双频软件接收机的定位性能,进而解决目前车辆定位导航中存在的问题具有重要意义。本文以L1信号的快速捕获算法为切入点,着重研究了L2C信号的辅助快速捕获算法和直接快速捕获算法。对于L1信号的快速捕获,本文在传统的并行码相位搜索捕获算法中,引入分裂基FFT代替基-2FFT进行相关运算从而减少了计算量。对于L2C信号的快速捕获,本文从两个角度进行了研究,一是在L1信号捕获成功的情况下,利用L1信号的捕获结果完成对L2C信号的辅助快速捕获;二是在遮挡环境中L1捕获失败的情况下,利用改进的算法完成L2C信号的直接快速捕获。对于L2C信号的辅助快速捕获,针对当电离层延迟对码相位的同步性产生影响时,传统的L1辅助L2C信号快速捕获算法存在码相位捕获误差的问题,本文提出了改进的基于时域相关的辅助捕获算法和基于频域相关的辅助捕获算法。前者在运算量基本不变的前提下提高了码相位的捕获精度,后者基于FFT的实现方式与L1信号的快速捕获算法一脉相承,因而在保证码相位捕获精度的同时,减小了L1/L2C双频信号快速捕获算法的实现复杂度。对于L2C信号的直接快速捕获,针对CM码,本文提出了基于分段FFT和基于分段折叠的两种CM码直接捕获算法,前者降低了算法单次FFT相关运算的点数,后者降低了算法的整体的运算量,均有利于算法在嵌入式软件接收机中的实现;针对CL码,本文在Hyper码算法的基础上引入平均相关算法,提出了Hyper码结合平均相关的CL码直接快速捕获算法,该算法在不影响捕获灵敏度的前提下,使得单次FFT相关运算的点数和整体运算量均有所下降,进而提高了CL码的捕获速度。本文基于仿真信号源和实际卫星信号对所研究的算法进行了验证,仿真和实验结果均与理论分析相一致。
二、GPS软件接收机的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、GPS软件接收机的研究(论文提纲范文)
(1)L1C与E1OS信号测距及定位性能分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状以及发展趋势 |
1.2.1 MBOC信号接收性能研究现状 |
1.2.2 GNSS接收机发展现状 |
1.3 论文主要架构及研究内容 |
第2章 E1OS与L1C信号结构与测距性能分析 |
2.1 MBOC信号数学模型 |
2.2 E1OS和L1C信号结构 |
2.2.1 E1OS信号结构 |
2.2.2 L1C信号结构 |
2.3 L1C与E1OS测距性能分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 L1C+E1OS信号软件接收机设计与实现 |
3.1 L1C+E1OS信号软件接收机功能概述及总体架构 |
3.2 L1C+E1OS信号软件接收机理论及实现方法 |
3.2.1 并行码相位捕获算法 |
3.2.2 跟踪算法 |
3.2.3 E1OS帧同步与L1C快速帧同步算法 |
3.2.4 CNAV-2与I/NAV电文译码算法 |
3.2.5 软件接收机伪距估算算法 |
3.2.6 卫星轨道解算 |
3.2.7 联合定位算法 |
3.3 本章小结 |
第4章 L1C+E1OS信号软件接收机测试与验证 |
4.1 捕获模块测试验证 |
4.2 跟踪模块测试验证 |
4.3 电文译码和轨道解算测试验证 |
4.4 本章小结 |
第5章 GPS与 QZSS卫星L1C信号接收性能分析 |
5.1 测距及定位性能验证方法 |
5.1.1 窄相关与零基线差分 |
5.1.2 数据采集方案 |
5.1.3 实验设计 |
5.2 L1C信号测距性能分析 |
5.3 GPS L1C与 QZSS L1C信号联合定位 |
5.4 L1C信号定位性能分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 E1OS信号接收性能分析与联合定位 |
6.1 测距及定位性能验证方法 |
6.1.1 点位精度评定法 |
6.1.2 实验设计 |
6.2 E1OS信号测距性能分析 |
6.3 E1OS信号定位分析 |
6.4 E1OS+L1C信号联合定位 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 |
(2)基于伪距模型的多径误差抑制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文研究内容与结构 |
第二章 GPS定位相关理论 |
2.1 卫星导航系统的组成 |
2.2 GPS软件接收机相关理论 |
2.2.1 GPS信号的组成 |
2.2.2 GPS软件接收机的定位 |
2.3 定位中存在的误差 |
2.3.1 系统公共误差 |
2.3.2 多径误差 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于教学优化算法的多径误差抑制方法 |
3.1 研究问题描述 |
3.2 预备知识 |
3.2.1 粒子群优化算法 |
3.2.2 差分进化算法 |
3.2.3 教学优化算法 |
3.3 基于TLBO算法的多径误差抑制方法 |
3.3.1 传统定位算法的改进 |
3.3.2 基于TLBO算法的多径误差抑制方法 |
3.4 实验结果及分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于改进教学优化算法的多径误差抑制方法 |
4.1 教学优化算法的研究现状 |
4.2 改进的TLBO算法 |
4.3 基于改进TLBO算法的多径误差抑制方法 |
4.4 实验结果及分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 主要工作总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)BDS/GPS中频信号采集系统设计及捕获算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 研究现状及发展趋势 |
1.2.1 研究现状 |
1.2.2 发展趋势 |
1.3 课题研究内容及安排 |
2 相关理论与技术 |
2.1 采集系统模型分析 |
2.2 FPGA与 USB技术 |
2.3 捕获算法理论 |
2.4 本章小结 |
3 BDS/GPS信号采集系统设计与实现 |
3.1 系统结构设计 |
3.2 系统硬件电路设计 |
3.2.1 射频单元设计 |
3.2.2 中频信号采集单元设计 |
3.3 系统软件功能设计 |
3.3.1 FPGA程序设计 |
3.3.2 USB程序设计 |
3.3.3 上位机程序设计 |
3.4 本章小结 |
4 BDS/GPS信号捕获算法研究 |
4.1 信号捕获原理 |
4.2 信号捕获算法研究 |
4.2.1 时域串行捕获算法 |
4.2.2 频域并行捕获算法 |
4.2.3 频域并行码相位捕获算法 |
4.3 频域并行码相位捕获算法的仿真验证 |
4.4 本章小结 |
5 实验及仿真结果分析 |
5.1 系统平台的搭建 |
5.2 实验结果分析 |
5.2.1 系统整体调试 |
5.2.2 仿真结果对比与分析 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)基于VS的GPS/北斗卫星软件接收机设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 卫星软件接收机概述 |
1.2 卫星软件接收机的发展现状 |
1.3 课题研究背景和意义 |
1.4 论文结构安排 |
第2章 卫星软件接收机的相关技术 |
2.1 信号捕获 |
2.1.1 基于时域相关器的信号捕获算法 |
2.1.2 基于FFT的信号捕获算法 |
2.2 信号跟踪 |
2.2.1 伪码环 |
2.2.2 载波环 |
2.3 信号同步 |
2.3.1 比特同步 |
2.3.2 子帧同步 |
2.4 信号解调 |
2.5 本章小结 |
第3章 结合CUDA的数据分块和频率补偿捕获设计 |
3.1 卫星软件接收机系统快速捕获 |
3.2 快速捕获的流程 |
3.3 快速捕获分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 卫星软件接收机系统总体设计 |
4.1 总体设计 |
4.1.1 系统设计目标 |
4.1.2 系统结构框架设计 |
4.2 卫星软件接收机功能模块设计 |
4.2.1 软件架构设计 |
4.2.2 软件接收机功能模块设计 |
4.2.3 软件接收机工作流程 |
4.3 本章小结 |
第5章 卫星软件接收机系统模块实现 |
5.1 软件开发平台 |
5.2 软件组成 |
5.3 捕获模块实现 |
5.3.1 捕获模块流程 |
5.3.2 具体接口实现 |
5.4 跟踪模块实现 |
5.4.1 跟踪模块流程 |
5.4.2 具体接口实现 |
5.5 同步模块实现 |
5.6 解调模块实现 |
5.7 存在的问题与解决方法 |
5.8 本章小结 |
第6章 软件测试 |
6.1 测试环境 |
6.2 功能测试 |
6.2.1 登录注销模块功能测试 |
6.2.2 捕获模块功能测试 |
6.2.3 跟踪模块功能测试 |
6.2.4 同步模块功能测试 |
6.2.5 解调模块功能测试 |
6.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的论文 |
致谢 |
(5)GNSS信号软件处理关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ASTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 软件定义无线电技术 |
1.1.2 软件并行计算 |
1.1.3 课题来源及选题 |
1.2 国内外研究现状与发展 |
1.2.1 导航信号软件收发处理技术 |
1.2.2 导航信号与信道模拟仿真技术 |
1.2.3 导航信号捕获软件处理技术 |
1.2.4 导航信号相关软件处理技术 |
1.3 本文主要创新点 |
1.4 本文主要工作与内容安排 |
第二章 导航信号软件实时仿真并行处理技术 |
2.1 引言 |
2.2 基于瞬时相位的扩频信号并行仿真模型 |
2.2.1 动态信号的瞬时相位计算模型 |
2.2.2 基于分段插值的高动态信号模型 |
2.3 基于GPU的多维并行信号实时仿真 |
2.3.1 多维并行信号实时仿真方法 |
2.3.2 仿真验证与性能测试 |
2.4 本章小结 |
第三章 导航信道仿真软件实时处理关键技术 |
3.1 引言 |
3.2 分数延迟FIR滤波算法 |
3.3 LAGRANGE插值延迟滤波算法 |
3.3.1 Lagrange插值延迟滤波模型 |
3.3.2 插值阶数对延迟精度影响分析 |
3.3.3 滤波系数单精度量化对延迟精度影响分析 |
3.3.4 Lagrange插值滤波算法频域分析 |
3.4 FARROW结构可变延迟滤波算法 |
3.4.1 FARROW结构可变延迟滤波模型 |
3.4.2 Lagrange插值滤波与FARROW结构滤波运算量分析 |
3.4.3 FARROW结构滤波算法频域分析 |
3.5 扩频信号分数延迟滤波的并行算法 |
3.5.1 扩频信号分数延迟滤波的时域并行算法 |
3.5.2 扩频信号分数延迟滤波的频域并行算法 |
3.5.3 仿真验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 长码直接捕获并行处理关键技术 |
4.1 引言 |
4.2 长码部分相关全局直接捕获方法 |
4.2.1 长码部分相关码相位空间全局直接捕获 |
4.2.2 利用FFT实现线性相关码相位空间捕获 |
4.2.3 全局直接捕获的GPU软件并行算法 |
4.3 长码分段重叠局部相关捕获方法 |
4.3.1 分段部分重叠局部相关捕获 |
4.3.2 分段重叠局部相关捕获的GPU并行算法 |
4.4 捕获性能分析与测试验证 |
4.4.1 时域捕获与频域捕获对比测试 |
4.4.2 检测性能与搜索策略 |
4.4.3 捕获性能损耗分析 |
4.4.4 运算量分析与捕获时间测试 |
4.4.5 码相位空间软件并行直接捕获实验验证 |
4.5 基于分段相关值DFT的频域搜索优化设计 |
4.5.1 基于窗函数频谱特性精化频率搜索精度方法 |
4.5.2 基于分段相关值相位差精化频率搜索精度方法 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于向量运算的软件并行相关技术 |
5.1 引言 |
5.2 基于向量内积的扩频信号相关接收 |
5.2.1 基于向量内积的扩频信号相关算法 |
5.2.2 多核CPU与 GPU的向量运算 |
5.3 基于GPU向量运算的多相关算法 |
5.3.1 基于矩阵向量运算的多相关器软件并行算法 |
5.3.2 基于向量运算的软件扩频信号并行接收处理步骤 |
5.3.3 仿真数据验证 |
5.4 延迟多普勒二维多相关算法 |
5.4.1 延迟多普勒二维多相关器并行处理架构 |
5.4.2 延迟多普勒多相关两级加速算法 |
5.4.3 试验验证 |
5.5 基于向量运算的多导频通道软件并行接收 |
5.5.1 多导频通道扩频信号接收模型 |
5.5.2 多导频通道扩频信号软件并行接收处理步骤 |
5.5.3 算法测试验证 |
5.6 本章小结 |
第六章 结束语 |
6.1 本文工作总结 |
6.1.1 论文的主要研究成果 |
6.1.2 研究成果的工程应用 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(6)基于USRP的实时GNSS软件接收机研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题选题背景及研究意义 |
1.1.1 传统硬件接收机 |
1.1.2 软件接收机 |
1.2 发展现状 |
1.2.1 软件接收机发展现状 |
1.2.2 软件无线电开发平台及开发系统 |
1.3 论文研究内容和组织结构 |
第2章 GNSS系统原理及软件接收机设计 |
2.1 GPS L1 信号 |
2.1.1 载波 |
2.1.2 伪码 |
2.1.3 导航电文结构 |
2.1.4 信号的调制 |
2.2 北斗B1 信号 |
2.2.1 载波 |
2.2.2 测距码 |
2.2.3 导航电文结构 |
2.2.4 信号的调制 |
2.3 软件接收机设计 |
2.4 小结 |
第3章 基带信号处理 |
3.1 信号捕获 |
3.1.1 信号捕获的基本原理 |
3.1.2 信号捕获算法 |
3.1.3 捕获流程 |
3.1.4 捕获测试结果 |
3.2 信号跟踪 |
3.2.1 信号跟踪原理 |
3.2.2 基本的锁相环 |
3.2.3 载波跟踪环路 |
3.2.4 码环 |
3.2.5 信号的跟踪环路 |
3.2.6 跟踪流程 |
3.2.7 跟踪测试结果 |
3.3 小结 |
第4章 GNSS软件接收机导航解算 |
4.1 导航电文提取及译码 |
4.1.1 GPS系统导航电文的提取及译码 |
4.1.2 北斗系统导航电文的提取及译码 |
4.2 卫星位置解算 |
4.2.1 星历参数定义 |
4.2.2 卫星空间位置计算 |
4.2.3 仿真测试 |
4.3 导航系统定位解算 |
4.3.1 导航定位解算 |
4.3.2 基于卡尔曼滤波的定位解算 |
4.3.3 用户导航定位解算流程 |
4.3.4 用户导航解算模块测试 |
4.4 小结 |
第5章 基于GNSS-SDR的 GNSS软件接收机的实现与测试 |
5.1 系统集成 |
5.1.1 GNSS-SDR开源软件 |
5.1.2 环境搭建及系统集成 |
5.2 测试及结果分析 |
5.2.1 测试 |
5.2.2 测试结果分析 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(7)车载北斗软件接收机关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 软件接收机研究现状 |
1.2.1 软件接收机国外研究现状 |
1.2.2 软件接收机国内研究现状 |
1.3 本文内容安排 |
第二章 北斗卫星导航系统及信号结构 |
2.1 北斗卫星导航系统 |
2.1.1 北斗一代 |
2.1.2 北斗二代 |
2.2 北斗二代系统组成 |
2.2.1 地面监控部分 |
2.2.2 用户终端 |
2.3 北斗系统定位原理 |
2.4 北斗信号结构 |
2.4.1 测距码 |
2.4.2 调制方式 |
2.5 卫星定位软件接收机 |
2.6 本章小结 |
第三章 北斗B1信号捕获算法研究 |
3.1 传统卫星信号捕获算法 |
3.1.1 串行时域搜索捕获算法 |
3.1.2 并行频率搜索捕获算法 |
3.1.3 并行码相位搜索捕获算法 |
3.2 传统算法计算量对比 |
3.3 基于分解FFT的并行捕获算法 |
3.3.1 算法原理 |
3.3.2 将信号分成P份 |
3.3.3 进一步减少算法计算量的方法 |
3.4 算法复杂度分析 |
3.4.1 基 2-FFT结构下算法时间复杂度分析 |
3.4.2 混合基FFT结构下算法时间复杂度分析 |
3.5 算法仿真结果 |
3.6 算法性能对比 |
3.7 本章小结 |
第四章 北斗B1信号跟踪算法研究 |
4.1 锁相环 |
4.1.1 一阶锁相环 |
4.1.2 二阶锁相环 |
4.2 载波跟踪环 |
4.3 码跟踪环 |
4.3.1 相干延迟锁定环 |
4.3.2 非相干延迟锁定环 |
4.4 卫星定位软件接收机中的跟踪环 |
4.5 跟踪环路噪声分析 |
4.6 跟踪门限 |
4.6.1 锁相环测量误差与跟踪门限 |
4.6.2 码跟踪环测量误差与跟踪门限 |
4.7 仿真实验及参数分析 |
4.7.1 跟踪环路参数分析 |
4.7.2 仿真实验 |
4.8 本章小结 |
第五章 北斗B1/B2双频信号捕获及跟踪算法研究 |
5.1 双频信号关联性 |
5.2 双频信号辅助捕获算法 |
5.2.1 算法原理 |
5.2.2 双频捕获算法时间复杂度分析 |
5.3 双频辅助捕获算法仿真实验 |
5.4 双频耦合跟踪算法 |
5.5 双频耦合跟踪算法仿真实验 |
5.5.1 信号载波多普勒频率发生阶跃变化 |
5.5.2 信号载波多普勒频率发生斜升变化 |
5.5.3 跟踪算法性能对比 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(8)卫星定位软件接收机研究综述(论文提纲范文)
1 软件接收机结构及特点 |
2 软件接收机发展现状 |
2.1 基于PC的卫星定位接收机研究现状 |
2.2 基于嵌入式硬件结构的软件接收机研究现状 |
3 研究展望及应用前景 |
3.1 研究展望 |
3.2 应用前景 |
(9)基于CUDA的GPS软件接收机研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1. 研究目的和意义 |
1.2. 国内外研究现状 |
1.2.1. 国外研究现状 |
1.2.2. 国内研究现状 |
1.3. 本文的主要工作和章节安排 |
第2章 基于CUDA的GPS软件接收机设计 |
2.1. 卫星导航基本理论 |
2.1.1. 信号结构 |
2.1.2. 定位原理 |
2.2. 传统接收机结构 |
2.3. CUDA基本理论 |
2.3.1. CUDA概述 |
2.3.2. CUDA软件体系 |
2.3.3. CUDA计算架构 |
2.3.4. CUDA存储器模型 |
2.3.5. CPU+GPU异构计算 |
2.4. 基于CUDA的GPS软件接收机设计 |
2.4.1. 设计优点 |
2.4.2. 总体方案设计 |
2.4.3. 软件和硬件设计 |
2.5. 本章小结 |
第3章 基于CUDA的GPS信号捕获技术研究 |
3.1. 信号捕获基本理论 |
3.1.1. 信号捕获概况 |
3.1.2. 信号捕获算法 |
3.2. 基于CUDA的信号捕获模块设计 |
3.2.1. 数据的存储映射 |
3.2.2. CPU和GPU中的功能映射 |
3.2.3. 信号捕获算法流程 |
3.2.4. 信号捕获算法验证 |
3.2.5. 信号捕获算法优化 |
3.3. 本章小结 |
第4章 基于CUDA的GPS信号跟踪技术研究 |
4.1. 信号跟踪基本理论 |
4.1.1. 相位锁定环路 |
4.1.2. 频率锁定环路 |
4.1.3. 码跟踪环路 |
4.1.4. 信号跟踪环路 |
4.2. 基于CUDA的信号跟踪模块设计 |
4.2.1. 数据的存储映射 |
4.2.2. CPU和GPU中的功能映射 |
4.2.3. 信号跟踪环路流程 |
4.2.4. 信号跟踪环路验证 |
4.3. 本章小结 |
第5章 导航解算技术研究 |
5.1. 位同步和帧同步模块 |
5.1.1. 位同步 |
5.1.2. 帧同步 |
5.2. 奇偶校验和电文译码模块 |
5.2.1. 奇偶校验 |
5.2.2. 电文译码 |
5.3. 卫星轨道解算模块 |
5.3.1. 卫星轨道算法 |
5.3.2. 卫星轨道解算流程 |
5.3.3. 卫星轨道解算验证 |
5.4. 用户导航解算模块 |
5.4.1. 用户导航解算算法 |
5.4.2. 用户导航解算流程 |
5.4.3. 用户导航解算验证 |
5.5. 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
附录 1 CUDA常用函数介绍 |
附录2原始数据压缩方法 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
(10)L1/L2C双频车载GPS软件接收机快速捕获算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 GPS软件接收机的发展现状及趋势 |
1.3 GPS信号快速捕获算法研究现状 |
1.3.1 GPS L1 信号快速捕获算法研究现状 |
1.3.2 GPS L2C信号快速捕获算法研究现状 |
1.4 本文研究内容安排 |
第二章 GPS软件接收机及双频信号结构 |
2.1 GPS系统组成及软件接收机结构 |
2.1.1 GPS系统组成简介 |
2.1.2 GPS软件接收机的结构 |
2.2 GPS L1/L2C民用信号结构及特性 |
2.2.1 GPS L1 民用信号的结构及特性 |
2.2.2 GPS L2C民用信号的结构及特性 |
2.2.3 时分复用原理 |
2.3 本地PRN码选择 |
2.4 本章小结 |
第三章 L1 辅助L2C信号快速捕获及频率精捕 |
3.1 GPS L1 信号的快速捕获 |
3.1.1 传统的L1 信号快速捕获算法 |
3.1.2 改进的GPS L1 信号快速捕获算法 |
3.1.3 计算复杂度对比分析 |
3.1.4 算法仿真及性能分析 |
3.2 L1 辅助L2C信号快速捕获 |
3.2.1 算法研究背景 |
3.2.2 传统的L1 辅助L2C快速捕获算法 |
3.2.3 改进的基于时域相关的L1 辅助L2C捕获算法 |
3.2.4 改进的基于频域相关的L1 辅助L2C捕获算法 |
3.2.5 计算复杂度对比分析 |
3.2.6 三种算法仿真及性能分析 |
3.3 频率精捕获 |
3.3.1 算法研究背景 |
3.3.2 时域精捕获 |
3.3.3 基于FFT的频域精捕获 |
3.3.4 基于相位关系的频域精捕获 |
3.3.5 三种算法仿真及性能分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 GPS L2C信号的直接快速捕获 |
4.1 L2C CM码的直接快速捕获 |
4.1.1 算法研究背景 |
4.1.2 基于分段FFT的CM码直接快速捕获算法 |
4.1.3 基于分段折叠的CM码直接快速捕获算法 |
4.1.4 计算复杂度对比 |
4.1.5 L2C CM码直接快速捕获算法仿真及性能分析 |
4.2 L2C CL码直接快速捕获 |
4.2.1 算法研究背景 |
4.2.2 传统的基于Hyper码的CL码直接快速捕获算法 |
4.2.3 改进的基于Hyper码结合平均相关的CL码直接快速捕获算法 |
4.2.4 计算复杂度对比分析 |
4.2.5 CL码直接快速捕获算法仿真及性能分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于实际信号的算法验证 |
5.1 实际GPS卫星信号的采集 |
5.1.1 GPS L1/L2C双频卫星信号 |
5.1.2 GPS L2C单频卫星信号 |
5.2 L1 辅助L2C双频信号快速捕获算法验证 |
5.2.1 GPS L1 信号的捕获结果 |
5.2.2 GPS L1 辅助L2C CM码捕获的结果 |
5.3 GPS L2C信号直接捕获算法验证 |
5.3.1 CM码直接捕获结果 |
5.3.2 CL码直接捕获算法验证 |
5.4 本章小节 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 后续研究及展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、GPS软件接收机的研究(论文参考文献)
- [1]L1C与E1OS信号测距及定位性能分析[D]. 霍翔. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020(02)
- [2]基于伪距模型的多径误差抑制研究[D]. 张净. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]BDS/GPS中频信号采集系统设计及捕获算法研究[D]. 高梦. 西安科技大学, 2019(01)
- [4]基于VS的GPS/北斗卫星软件接收机设计[D]. 贾兴刚. 河北科技大学, 2017(04)
- [5]GNSS信号软件处理关键技术研究[D]. 牟卫华. 国防科技大学, 2017(02)
- [6]基于USRP的实时GNSS软件接收机研究[D]. 黄凯旋. 北京理工大学, 2017(03)
- [7]车载北斗软件接收机关键技术研究[D]. 张鹏娜. 南京航空航天大学, 2017(03)
- [8]卫星定位软件接收机研究综述[J]. 张鹏娜,曾庆喜,祝雪芬,裴凌. 河北科技大学学报, 2016(03)
- [9]基于CUDA的GPS软件接收机研究[D]. 武新波. 北京理工大学, 2015(11)
- [10]L1/L2C双频车载GPS软件接收机快速捕获算法研究[D]. 唐琳琳. 南京航空航天大学, 2015(07)