【正文】 。 2 9。 2 10。 5 9。 3 7。 end reg = 1*ones(1,10)。 reg(1,2:10) = reg(1:1:9)。 for i = 1:100 g1(i) = reg(10)。 g2shift=g2s(svnum,1)。861。859。515。513。509。473。471。 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 469。257。255。252。141。139。17。7。 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %子函數(shù) fGenerateCAcode3 function y=fGenerateCAcode3(svnum) %將程序 2改為子函數(shù)的形式， 輸入為衛(wèi)星編號(hào)， 輸出為相應(yīng)的 C/A g2s = ［ 5。 end GPSsignal=GPSsignal(2:length(GPSsignal))。 SinWave=［ SinWave SinWave SinWave SinWave SinWave］ 。 SinWave=single(SinWave)。 end Code2=Code2(2:length(Code2))。 Temp=［ Temp Temp Temp Temp Temp］ 。 %將 Temp中的 0找出并轉(zhuǎn)換為 1 index1=find(Temp==0)。 %設(shè)定衛(wèi)星編號(hào)為 12 Code2=zeros(1,1)。 Code1(index1)=ones(1,length(index1))。 % %Code1的產(chǎn)生通過(guò)調(diào)用子函數(shù) fGenerateNavigationData % Code1=fGenerateNavigationData(x1,y1,z1)。y1=。 下面給出仿真程序完整的 M文件代碼。 當(dāng)每個(gè)載波按 8個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算時(shí)，每個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的仿真數(shù)據(jù)為： 32 20 1023 1200 8＝ 6 285 312 000 由于數(shù)據(jù)量太大，導(dǎo)致仿真速度太慢，從而無(wú)法仿真。 最后， 衛(wèi)星向地面發(fā)射這兩種已調(diào)波 L1 和 L2。如圖 51所示， D 碼的數(shù)據(jù)首先同偽噪聲碼 C/A碼和 P(Y)碼模二相加后，形成組合碼 C/A(t)D(t)和 P(t)D(t)，然后才調(diào)制 L1 載波。其方法是用很低碼率的數(shù)據(jù)碼作二級(jí)調(diào)制（擴(kuò)頻）。衛(wèi)星導(dǎo)航電文是一種不歸零二進(jìn)制碼組成的編碼脈沖串，稱之為數(shù)據(jù)碼，記作 D(t)，其 碼率為 50 b/s。使得信號(hào)具有極強(qiáng)的保密性。 (2） 適應(yīng)擴(kuò)頻，傳送寬帶信號(hào)。 GPS使用 L 頻段的兩種載頻為（其中 f0是衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生器的基準(zhǔn)頻率）： L1 載波： fL1=154 f0= MHz，波長(zhǎng) λ 1= cm； ???????????????????????cxxbxxaxxyyy323222121321???????????????????????????????????cbaAxxxxxxXyyyY ,111,323222121321湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） L2 載波： fL2=120 f0 =，波長(zhǎng) λ 2= cm。 6 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)定位 目的 GPS 衛(wèi)星發(fā)送的 GPS衛(wèi)星信號(hào)采用 L 波段的兩種載頻作載波， 分別被稱作 L1 的主頻率和 L2 的次頻率。如果 x100ns(d/2)或 x100ns(d/2)， 就需要像 的那樣，根據(jù)本地生成 C/A碼向左或向右移動(dòng)輸入信號(hào)。這個(gè)方程可以由三組 x 和 y 值得到 a, b, c 其 中 其中 X1表示矩陣 X 的逆矩陣。 2d，得到兩個(gè)超前碼和滯后碼，最高值 y 與相鄰兩個(gè)值代入到下面這個(gè)方程中。 將即時(shí)碼前后移動(dòng)177。 為了使用曲線擬合，相關(guān)數(shù)據(jù)必須兩邊對(duì)稱；如果不是這樣， 擬合的結(jié)果就不正確。 在實(shí)際接收機(jī)中，由于存在帶寬限制，相關(guān)結(jié)果并非像圖 6－ 10 中那樣含有一個(gè)尖峰，而是如圖 6－ 13那樣，其頂部由于帶寬的限制而圓滑得多。在 節(jié)中我們已經(jīng)講過(guò)，考慮載波中 10 kHz 多普勒頻移，平移 C/A碼半個(gè)采樣時(shí)間，即 100 ns，近似需要 16 ms。 這兩個(gè)r值（ 和 ）可看做是門限值，如果 r值小于 ，意味著 x100 ns或 x100 ns，這兩種情況下，必須將輸入信號(hào)移動(dòng)一個(gè)采樣時(shí)間，以更好地對(duì)齊本地產(chǎn)生碼。所有的這三種碼， 即即時(shí)碼、超前碼和滯后碼都向左滑動(dòng)，等價(jià)于向右移動(dòng)輸入信號(hào)，移動(dòng)輸入信號(hào)之后 ，xd/4。這樣，必須將輸入信號(hào)移動(dòng)一個(gè)采樣時(shí)間，以更好地與 C/A 碼對(duì)齊，如圖 6－ 所示。從試驗(yàn)結(jié)果可看出，只要捕獲跟蹤能找到一個(gè)信號(hào)，跟蹤過(guò)程就能毫無(wú)困難地跟蹤它。 在傳統(tǒng)跟蹤環(huán)路中，每毫秒都產(chǎn)生一次初始相位適當(dāng)調(diào)整過(guò)的 C/A 碼，因此，本地 C/A 碼比 BASS 方法能更好地輸入信號(hào)，且峰值略高。 因此，相關(guān)結(jié)果最壞的情況比理想情況低大約 1 dB。在最壞的失匹情況下，如圖 6－ 11 最近的數(shù)字點(diǎn)離 C/A碼的起始點(diǎn) 100 ns， x=177。 yl與 ye的比值可寫成 : dx dxyyr i ?? ???? 11? （ 6－ 45） 下面在最壞的失匹情況下計(jì)算 yp 值。 假定 yp 相距理想峰值 xs，通過(guò)計(jì)算 ye和 yl計(jì)算出x值，它可能是正值， 也可能是負(fù)值。圖 5－ 3 給出了一個(gè)基波內(nèi)的 C/A碼的相關(guān)示意圖 圖 5－ 3 不考慮多普勒效應(yīng)，每個(gè)基波是 ns（ 1000 μs/1023）長(zhǎng)，三個(gè)相關(guān)值為：從 C/A即時(shí)碼得到 yp，從超前碼得到 ye， 從滯后碼得到 yl。 圖 5－ 2 衛(wèi)星 17 傳統(tǒng)跟蹤方法的輸出 跟蹤過(guò)程的高測(cè)時(shí)精度 通過(guò)理想相關(guān)輸出獲得高測(cè)時(shí)精度 22211012102110121022d e f)(nnnnssskkskkskkskksH ??? ????????????????110def ?? kkn湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 我們知道， C/A碼的相關(guān)峰值是 1023，如果 C/A碼偏移大于一個(gè)基碼，相關(guān)值有三個(gè)：63， 1， 65。因?yàn)?C/A碼是 1 ms 長(zhǎng)，因此，環(huán)路要在每毫秒更新一次， C/A碼也必須每毫秒重新產(chǎn)生一次， 且新產(chǎn)生 的 C/A碼相位必須與前一時(shí)刻相位連續(xù)。 (4) 選擇碼元環(huán)路增益 (k0k1)為 50，載波環(huán)路增益為 4π 100，這個(gè)設(shè)置也是若干種設(shè)置中的一種，常量 C C2可由上式求。 (2)抑制因子 ζ =， 此值常被認(rèn)為是最理想值。 構(gòu)成這種二階鎖相環(huán)的傳遞函數(shù)： 2ss101 )t(t44 t81 nn snkkC ??? ?? ??? 2ss2n102 )t(t44t41nnskkC ??? ? ??? ）（ 其中， ωn表示固有頻率， ζ 是抑制因子 (1) 設(shè)置碼元環(huán)路和載波環(huán)路的帶寬與增益。產(chǎn)生的載波頻率同時(shí)用來(lái)從輸入信號(hào)中剝離載波。) 。 當(dāng) C/A碼從輸入信號(hào)中剝離后，載波頻率環(huán)路接收到的是一個(gè)相位只被導(dǎo)航電文調(diào)制的連續(xù)信號(hào)。 捕獲程序找到了 C/A碼的起始點(diǎn)，碼元環(huán)路產(chǎn)生相位超前 C/A碼近似 1/2個(gè)基波，同時(shí)產(chǎn)生相位滯后近似 1/2個(gè)基波的滯后碼。結(jié)果，就需要兩個(gè)環(huán)路來(lái)跟蹤 GPS信號(hào)，一個(gè)用來(lái)跟蹤C(jī)/A碼，另一個(gè)用來(lái)跟蹤載波頻率。如以前提到的，GPS 接收機(jī)和 GPS 衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)， 使得載波和碼元頻率會(huì)發(fā)生改變。在一臺(tái) GPS接收機(jī)中，輸入是 GPS信號(hào)，接收機(jī)的鎖相環(huán)必須跟隨（或跟蹤）這個(gè)信號(hào)。所以， 跟蹤 GPS信號(hào)需要兩個(gè)環(huán)路：一個(gè)用來(lái)跟蹤載波頻率，叫做載波環(huán)路；另一個(gè)用來(lái)跟蹤 C/A碼，稱為碼元環(huán)路。當(dāng)一個(gè) GPS信號(hào)的載波中有 C/A碼引起的相位鍵控時(shí)，如第 2 章所述，必須首先剝離 C/A碼，然后跟蹤過(guò)程跟隨信號(hào)， 獲得導(dǎo)航電文的信息。 表 41 波數(shù)解算舉例 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 GPS 信號(hào)的跟蹤 目的 GPS 衛(wèi)星信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化包含兩個(gè)含義：一是由于多普勒效應(yīng)會(huì)引起載波頻率發(fā)生動(dòng)態(tài)偏移；二是 C/A 碼的相位會(huì)隨著衛(wèi)星與接收機(jī)間距離的變化而改變。如此巨大的波數(shù)（如表 41 所示），是無(wú)法直接精確測(cè)定的，而需要用一定的方法求解這個(gè)未知數(shù)。而轉(zhuǎn)化到 GPS 時(shí)系的載波相位測(cè)量值為： RjjRj Tttcff dTf dtttcfN ????????????? ,t j ?? （ 46） 式中： Nj——第 j顆 GPS 衛(wèi)星發(fā)射載波至 GPS信號(hào)接收機(jī)的滯后相位波數(shù)，也稱為整周模糊度或整周待定值（如圖 53 所示）； dt——第 j顆 GPS 衛(wèi)星始終相對(duì)于 GPS 時(shí)系的偏差； dT——GPS 信號(hào)接收機(jī)時(shí)鐘相對(duì)于 GPS 時(shí)系的偏差； Δ TR——站星距離變化率。 考慮到式（ 42），則式（ 41）可寫作： )()()( RtRjRj ttt ??????? （ 43） 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 從 GPS 衛(wèi)星到用戶的距離可知，Δ t≈ s, 故有 tjjtR dtdt ???????? )t()( Rj （ 44） 式（ 44）中的 (dΦj)/(dt)是第 j顆 GPS衛(wèi)星的載波頻率（ f）， 考慮到 Δt=ρj(tS,tR)/C和式（ 44），則依式（ 43）可知，以周為單位的載波相位測(cè)量值是 ),()()()( rsjRRRj ttcfttt ??????? （ 45） 式（ 45）是轉(zhuǎn)化為 GPS 信號(hào)接收機(jī)時(shí)系的載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。各顆GPS衛(wèi)星在不同的時(shí)元向 GPS用戶發(fā)送頻率相同的載波信號(hào)，而存在發(fā)射時(shí)元和接收時(shí)元的歸一化問(wèn)題。載波相位測(cè)量值， 是基準(zhǔn)載波相位和被測(cè)載波相位之差，也就是 ）（）（）（ RsRj ttt ???? （ 41） 式中： Φ j(tS)—— 第 j顆 GPS衛(wèi)星在時(shí)元 tS發(fā)射的載波相位； Φ (tR)—— 第 j顆 GPS衛(wèi)星在時(shí)元 tR所產(chǎn)生的基準(zhǔn)載波相位。 GPS 載波相位測(cè)量定位 GPS 載波相位測(cè)量 如果忽略某些附加之后相位， GPS 信號(hào)接收機(jī)接收到的 GPS 信號(hào)可以表述為： ]s i n[)()(])(c os [)()( 111111j 1 jdddddjcjddddjjpL tttttDttGAtttttDttPAtS ?????? ???????????? ）（）（湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） ])(c os [)()()( 222j 2 jddddjdjpL tttttDttPBtS ??? ?????? 式中： PA ， CA ， pB —— 分別為 L1和 MHz載波 L2的振幅； )( dj ttP ? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星的 P碼； )t( dj tG ? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星的 C/A碼； )( dj ttD ? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星的 D碼，即衛(wèi)星導(dǎo)航電文； dt —— GPS信號(hào)從第 j顆 GPS 衛(wèi)星到達(dá) GPS 信號(hào)接收天線的傳播時(shí)間，其大小正比于接收機(jī)與衛(wèi)星瞬時(shí)距離的長(zhǎng)短； ?? —— 第一載波 L1的角頻率； 2? —— 第二載波 L2的角頻率； j1? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星載波 L1的初相； j2? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星載波 L2 的初相； j3? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星載波 L1 的多普勒角頻率； j4?