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1、一种高动态环境下的GPS信号捕获方法【摘要】本文针对高速运动载体上GPS接收机信号的多普勒频移现象可能 导致GPS信号捕获困难的问题，提出了一种基于FFT技术的GPS信号快速捕获 方法，有效解决了咼速运动载体上 GPS信号的快速、稳定接收冋题。实验结果 表明，该方法是可行的。【关键词】GPS; FFT;高动态0引言对于高速运动载体上的GPS接收机来说，由于载体和GPS卫星之间有着高 速的径向相对运动，这样接收到的 GPS信号就会产生很大的多普勒频移现象。 当多普勒频移达到25kHz时，信号捕获所需频域的搜索带宽就会要求很高，从 而使得频域搜索点的个数变多，给信号码的快速捕获带来困难1。一般来说
2、，当载体的相对加速度a达到10g时，GPS伪随机码的多普勒频率变化率：f =af /C=10 X 9.8 X 1.023(8 X01l=0.334Hz/s此时，GPS接收信号载频的最大多普勒频率变化率为 515Hz/s。故若加速度 变化率为a =10g/s则f ” =515Hz/s可见，为了在咼动态环境下能迅速搜索并捕获 GPS信号，必须确保GPS信 号捕获时间足够短，从而才能保证在高动态环境下实现 GPS信号的稳定跟踪捕 获2。1传统高动态GPS接收机信号捕获方法一般GPS接收机采用的都是时域滑动相关法及二维串行搜索算法实现GPS伪随机码的捕获方法，即串并结合的二维搜索方法。其实现的途径主要
3、有多通道 时域并行搜索和多通道多普勒频域并行搜索两种。多通道时域并行搜索是将伪码相位划分为多个区间，并分配到各个通道，尽管每个通道仍需完成整个多普勒的串行搜索，但伪码相位搜索单元却因此减少 了，从而可缩短捕获的时间。而多普勒并行搜索则是将多普勒划分为多个子区间， 并分配到各个通道，每个通道完成子区间的多普勒，以及2046个伪码相位的二维搜索，一个码相位单元和一个多普勒频率单元构成了一个二维信号搜索单元， 信号检测器依次对所有信号搜索单元进行搜索裁决，即序贯检测，直到信号成功捕获。可见，串并结合的二维搜索方法会大大增加 GPS接收机的硬件成本，而且 GPS接收机的捕获环路在信号跟踪阶段是停止工作的。 也就是说，该方法是在增 加硬件复杂度和成本的基础上达到的伪码快速捕获并提高 GPS接收机性能的目