【文章內(nèi)容簡介】 C/A碼。 小結(jié) 全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)隨著技術(shù)的發(fā)展和用戶對系統(tǒng)功能的需求改變，也在不斷進行現(xiàn)代化改進，本章主要介紹GPS的總體結(jié)構(gòu)，整體分析GPS信號的組成和調(diào)制所用頻率，繼而全面分析了M序列、C/A碼、P碼的結(jié)構(gòu)，詳細解釋了信號發(fā)生器的工作流程，為仿真的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。2 MATLAB軟件 MATLAB軟件簡介 MATLAB原意為“矩陣實驗室—MATrixLABoratory”，它是目前控制界國際上最流行的軟件，它除了傳統(tǒng)的交互式編程之外，還提供了豐富可靠的矩陣運算、圖形繪制、數(shù)據(jù)和圖象處理、Windows編程等便利工具。MATLAB還配備了大量工具箱，特別是還提供了仿真工具軟件SIMULINK。MATLAB在80年代一出現(xiàn)，首先是在控制界得到研究人員的矚目。隨著MATLAB軟件的不斷完善，特別是仿真工具SIMULINK的出現(xiàn)，使MATLAB的應(yīng)用范圍越來越廣。隨著MATLAB庫函數(shù)和仿真工具箱的不斷擴充，使其在系統(tǒng)仿真與分析、信號處理、圖像處理等方面的應(yīng)用越來越廣泛。MATLAB具有 3 大特點：（1）功能強大，包括數(shù)值計算和符號計算，計算結(jié)果和編程可視化，數(shù)學(xué)和文字統(tǒng)一處理，離線和在線皆可計算；（2）界面友好，語言自然。MATLAB以復(fù)數(shù)矩陣為計算單元，指令表達與標準教科書的數(shù)學(xué)表達式相近；（3）開放性強。MATLAB有很好的可擴充性，可以把它當作一種更高級的語言去使用，可容易地編寫各種通用或?qū)Ｓ脩?yīng)用程序。正是由于MATLAB的這些特點，使它獲得了對應(yīng)用學(xué)科（特別是邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科）的極強適應(yīng)力，并很快成為應(yīng)用學(xué)科計算機輔助分析設(shè)計、仿真、教學(xué)乃至科技文字處理不可缺少的基礎(chǔ)軟件，成為歐美高等院校、科研機構(gòu)教學(xué)與科研必備的基本工具。 在MATLAB中，Simulink 是一個比較特別的工具箱，它具有兩個顯著的功能：Simu（仿真）與 Link（鏈接），是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真的一個集成環(huán)境。具有模塊化、可重載、可封裝、面向結(jié)構(gòu)圖編程及可視化等特點，可大大提高系統(tǒng)仿真的效率和可靠性；同時進一步擴展了MATLAB的功能，可實現(xiàn)多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。Simulink 提供了友好的圖形用戶界面（GUI），模型由模塊組成的框圖來表示，用戶建模通過簡單的單擊和拖動鼠標的動作就能完成。Simulink 的模塊庫為用戶提供了多種多樣的功能模塊，其中有連續(xù)系統(tǒng)（Continuous）、離散系統(tǒng)（Discrete）、非線性系統(tǒng)（Nonlinear）等幾類基本系統(tǒng)構(gòu)成的模塊，以及連接、運算模塊。而輸入源模塊（Sources）和接收模塊（Sinks）則為模型仿真提供了信號源和結(jié)果輸出設(shè)備。本文就是利用編制MATLAB 。 MATLAB應(yīng)用概述 MATLAB功能介紹 MATLAB包含兩個部分：核心部分和各種可選的工具箱。核心部分中有數(shù)百個核心內(nèi)部函數(shù)。其工具箱又可分為兩類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件實時交互功能。功能性工具箱能用于多種學(xué)科。而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強的，如control、toolbox、signal processing toolbox、munication toolbox等。這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進行高、精、尖的研究。下表列出了MATLAB的核心部分及其工具箱等產(chǎn)品系列的主要應(yīng)用領(lǐng)域。工具箱名稱應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)分析信號處理通信系統(tǒng)金融系統(tǒng)工程數(shù)學(xué)土木工程圖形可視化MATLAB核心●●●●●●●●Notebook●●●●●●●●MATLAB Complier●●●●●●●MATLAB C Math Library●●●●●●Simulink●●●●●●●Symbolic Math●●●●●●●●Simulink Accelerator●●●Chemometrics●●Communication●●●Control System●●●Finance●●●System Identification●●Fuzzy Logical●●●●Highorder Spectral Analysis●●●續(xù)表工具箱名稱應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)分析信號處理通信系統(tǒng)金融系統(tǒng)工程數(shù)學(xué)土木工程圖形可視化Image Processing●●●Model Predictive Control●●NGA Foundation●Neural Network●●●MMLE3 Identification●LMI Control●●●Model Predictive Control●QFT Control Design●Robust Control●Spline●●●●●●●Statistics●●●●●●●●DSP Blockset●●FixedPoint Blockset●Nonlinear Control Design Blockset●Realtime Workshop●●●RTW Ada Extention●●●Wavelet●●●●●●Partial Differential Equation●●●●Optimization●●●●●●●●Stateflow●●●Signal Processing●●●●Mu Analysis and Synthesis●●●Frequency Domain Identificaion●●●●Map tools●●● 下面給出在使用MATLAB過程中高效創(chuàng)建程序和函數(shù)的一些建議。　　(1) 盡可能使用幫助文件。它將減少語法錯誤，以及由于不正確或者不恰當?shù)匾肕ATLAB函數(shù)而產(chǎn)生的錯誤。　　(2) 在文本編輯器中編寫程序和函數(shù)并保存為“.m”文件。這將節(jié)省時間，減少代碼。當使用MATLAB編輯器時，將極大地簡化調(diào)試過程。 (3) 盡量減少由程序或函數(shù)組成的表達式的數(shù)目。在易讀性和簡潔性之間采用折中的辦法，并充分考慮到函數(shù)和調(diào)用過程的執(zhí)行速度以及直接性。　　(4) 程序和函數(shù)應(yīng)盡可能使用圖形化開發(fā)手段。這種方法可以檢測出隱含的代碼錯誤，從而縮短代碼的開發(fā)過程，并可使被分析和模型化的物理過程變得容易理解。(5) 采用另一種手段驗證程序或者函數(shù)輸出結(jié)果的正確性。 (這是最為重要的一條)。 MATLAB使用方法 MATLAB的功能包括：數(shù)值分析，數(shù)值和符號計算，工程和科學(xué)繪圖，通訊和控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真，數(shù)字圖像與信號處理，財務(wù)與金融工程等。本課程簡單介紹MATLAB的最基本內(nèi)容及使用方法，對一些基本的命令的使用格式作了簡單的說明，并配備了例題加以說明其用法，并安排了兩個數(shù)學(xué)實驗供初學(xué)者實習(xí)。 MATLAB啟動后，呈現(xiàn)在我們面前的有這樣幾個基本的窗口：命令窗口、命令歷史窗口、工作空間等。窗口的風(fēng)格和布局，會因Windows環(huán)境不同而不同。 MATLAB運行界面 用戶可以通過下列途徑獲取MATLAB軟件自帶的幫助信息：① 單欄的“Help”按鈕；② 工具欄的按鈕；③ 命令窗口中的MATLAB Help鏈接；④ 命令窗口中的Demos鏈接。 用戶可以嘗試點擊MATLAB界面上的各個按鈕，看看它們的功能。如果不小心關(guān)閉了當前路徑窗口、命令歷史記錄窗口或命令窗口，可以通過菜單欄的“Desktop”菜單中“Desktop Layout } Default”恢復(fù)，如下圖所示： MATLAB恢復(fù)默認圖示 使用MATLAB，可以用來對變量進行算術(shù)運算、三角運算、冪運算等。如果沒有給出變量名，運算的結(jié)果就會賦給通用的變量名ans。例如，要計算π/3的正弦值，可以執(zhí)行命令sin(pi/3)。除了上述基本運算之外，MATLAB還提供了大量的函數(shù)來完成復(fù)雜的計算，同時MATLAB也支持用戶自定義函數(shù)。　　如果在命令窗口中反復(fù)輸入多個表達式，用戶會感到很麻煩。為避免這個問題，MATLAB定義了這樣一種文件，它包含一組命令，文件中每一個命令的執(zhí)行都和在命令窗口中執(zhí)行一樣，該文件可以由MATLAB提供的編輯器、操作系統(tǒng)的文本編輯器創(chuàng)建及編輯、保存。這就是m文件，后綴名為“.m”。如果要執(zhí)行m文件，則按下F5鍵或者選擇Debug菜單下的Run命令即可。 如果我們想調(diào)用某函數(shù)或者某m文件。但是，MATLAB必須首先知道文件保存的路徑。路徑信息的輸入可以通過File菜單下的Set Path子菜單實現(xiàn)。單擊Set Path子菜單，將打開Path Browser窗口，可以在該窗口中添加一個或者多個路徑。退出Path Browser窗口前要點擊Save命令按鈕，該操作將保存添加的路徑以備下次使用。 如果不定義變量，那么運算結(jié)果就會自動地賦給通用變量ans。例如，計算2*，命令窗口會顯示結(jié)果：　　ans= MATLAB規(guī)定，用戶創(chuàng)建的變量名不可超過31個字符，多余部分將會被忽略掉。變量名要以大寫或小寫字母開頭，后面可以跟大小寫字母、下劃線或者數(shù)字。字符間不允許有空格，且變量名區(qū)分大小寫。例如，可以在命令窗口中輸入“A=”。　　為了提高變量名和函數(shù)名的可讀性，MATLAB中有兩個一般的約定：使用下劃線和首字母大寫。比如，exit pressure是要計算的數(shù)值，那么在MATLAB命令行中它可以被定義為exitpressure或者ExitPressure。MATLAB的幫助信息也是相當豐富的，用戶可以直接點擊Help菜單里的MATLAB Help項或者黃色的問號按鈕，來打開MATLAB的幫助瀏覽器。用戶也可以直接查閱分類信息或者在Search欄里查找所需內(nèi)容。若想了解不知道確切名稱的函數(shù)的用法，僅使用help命令是無法滿足需要的，因為使用此命令必須知道函數(shù)名稱的完整拼寫。此時，可以首先使用lookfor命令來查詢根據(jù)用戶提供的關(guān)鍵字搜索到的相關(guān)函數(shù)，然后再使用help命令與其配合使用，了解查詢到的確切函數(shù)的具體用法。在使用變量以前，MATLAB要求用戶一定要先對變量進行賦值操作（符號工具箱使用的變量除外）。賦值時，先輸入變量名稱和等號，然后輸入變量數(shù)值并按Enter鍵結(jié)束。MATLAB中還包含了許多基本的和非基本的函數(shù)，這些函數(shù)可以用于標量、向量或矩陣的運算。有關(guān)向量和矩陣的創(chuàng)建及運算。函數(shù)功能函數(shù)功能sin(x)正弦函數(shù)asin(x)反正弦函數(shù)cos(x)余弦函數(shù)acos(x)反余弦函數(shù)tan(x)正切函數(shù)atan(x)反正切函數(shù)abs(x)絕對值或復(fù)數(shù)的模sqrt(x)開平方real(x))復(fù)數(shù)的實部imag(x)復(fù)數(shù)的虛部angle(x)復(fù)數(shù)的相角conj(x)復(fù)數(shù)的共軛exp(x)e的指數(shù)函數(shù)pow2(x)2的指數(shù)函數(shù)log(x)自然對數(shù)函數(shù)log2(x)以2為底的對數(shù)函數(shù)log10(x)以10為底的對數(shù)函數(shù)sign(x)符號函數(shù)round(x)四舍五入函數(shù)fix(x)沿原點方向舍入floor(x)沿負無窮大方向舍入ceil(x)沿正無窮大方向舍入rat(x)將實數(shù)x展開為多項分數(shù)rats(x)將實數(shù)x化為分數(shù)rem(x,y)x除以y的余數(shù)mod(x,y)求模數(shù)(帶符號的余數(shù))gcd(x,y)整數(shù)x、y的最大公因子lcm(x,y)整數(shù)x、y的最小公倍數(shù) MATLAB中的特殊字符及其使用說明符號名稱用途.句點，稱為點操作，例如c=a.*b,逗號，矩陣元素分隔符，如b(2,7)；函數(shù)參數(shù)分隔符，如besselj(1,x)；創(chuàng)建向量參數(shù)分隔符，如v=[1,x]；函數(shù)參數(shù)輸出分隔，如[x,s]=max(a)。分號，不顯示計算結(jié)果，例如m=[x y z。 a b c]:冒號