GPS信号捕获基本原理
信号 捕获 基本原理 GPS
2023-09-11 14:15:36 时间
GPS卫星发送的信号一般由3个分量组成:载波、伪码和导航电文,其中伪码和导航电文采用BPSK技术去调制载波。
GPS使用的两个L波段两种载频:
1 GPS搜索捕获原理
为了跟踪和解码GPS信号,首先要捕获到GPS信号。将捕获到的GPS信号的数据传递给跟踪过程,再通过跟踪过程便可得到卫星的导航电文。传统的GPS捕获方法有:串行搜索捕获、滑动相关法、循环相关法、PMF算法。
1.1串行搜索捕获方式
串行搜索在同一搜索时间内仅完成对一个可能区间的搜索。设置本地扩频序列的定时初相,本地生成的序列与输入信号进行相关处理。其基本结构如图1所示。
在固定的检测区间上,输出信号与预置的门限值比较,若低于门限值,则对本地序列的相位增加一个增量,再进行相关比较,直到输出超过门限值,认为捕获完成,本地序列相位不再增加,转入跟踪过程。
串行捕获的最大优点是:只使用一个相关器,设备简单,在使用长码的时候可减少对硬件资源的占用。缺点是搜索时间可能很长,对长码更是如此。
1.2并行搜索捕获方式
并行搜索能在一个搜索时间内完成对整个不确定区域的搜索。假设接收序列与本地序列时间差的不确定区域为个码片,若本地扩频序列g(t)逐个延迟半个码片间隔(),则需要2从个相关器。每个相关器都同时检查个码片,其它们的输出经比较器选出最大值,对应的本地扩频序列被认为与接收信号实现了粗略同步。其基本结构如图2所示。
并行搜索的优点是:能在一个搜索时间内完成捕获。缺点是使用多个相关器,占用较多的硬件资源。仅适合于做短码的相关运算。
因此,在实际低信噪比环境下,采用单纯的串行捕获方式或者是单纯的并行捕获方式是不合理的,很多情况下,我们需要结合两者的优点实现低信噪比环境下微弱信号的捕获。
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