【正文】 衛(wèi)星載波 L1 的多普勒角頻率； j4? —— 第 j顆 GPS衛(wèi)星載波 L2 的多普勒角頻率?；鶐幚砥鲗邮諜C(jī)信號的截獲、跟蹤和數(shù)據(jù)采集進(jìn)行控制。通道可以計(jì)算三種不同的測量值： 偽距、Δ距離（有時(shí)稱做Δ偽距）和積分多普勒頻移。 圖 42 多通道 GPS 接收機(jī)組成框圖 一個(gè)多通道 GPS 接收機(jī)的組成框圖如圖 42 所示。 P(Y)碼跟蹤只有在加密單元的輔 助下才能產(chǎn)生。 PPS 接收機(jī)同時(shí)在 L1 和 L2 波段上跟蹤 P（ Y）碼。 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） GPS 信號接收機(jī)架構(gòu) GPS 接收機(jī)的基本構(gòu)成框圖如圖 21 所示， 它由天線單元（有源或者無源）和接收單元兩大部分組成。 CDU允許操作員進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，顯示出工作狀況和導(dǎo)航參數(shù)，還有許多導(dǎo)航功能，如輸入航路點(diǎn)、待航時(shí)間等。 I/O端口有兩種基本類型：整裝的和外置的?；鶐幚砥鲗邮諜C(jī)進(jìn)行控制，包括信號的截獲、信號跟蹤和數(shù)據(jù)采集。其中核心部分是信號通道單元，通常由硬件和軟件組成。而自適應(yīng)調(diào)零天線是電子可調(diào)的，在天線方向圖中，在干擾源方向上建立零點(diǎn)。 %存放在 Num3中， 值應(yīng)為 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 圖 39 本地生成信號與 GPS 信號的卷積結(jié)果 4 GPS 信號接收機(jī)仿真系統(tǒng)概述 GPS 信號接收機(jī) 衛(wèi)星信號是通過天線接收到的，天線單元由接收天線和前置放大器組成。 %將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，存放在 Num1中，值應(yīng)為 Num2=hex2num(Result(17:32))。 otherwise end Result=strcat(Result, TempChar)。 case 15 TempChar=′ e′ 。 case 13 TempChar=′ c′ 。 case 11 TempChar=′ a′ 。 case 9 TempChar=′ 8′ 。 case 7 TempChar=′ 6′ 。 case 5 TempChar=′ 4′ 。 case 3 TempChar=′ 2′ 。 %用查表的方式將導(dǎo)航碼 NavigationCode switch (BestMatch) case 1 TempChar=′ 0′ 。 TempChar=′ 0′ 。TT］ 。 TT。 TT。TT。 TT。 TT。 TT。 TT。 for i=1:4:length(NavigationCode) TT=NavigationCode(i:i+3)。］ 。 1 1 1 0。 1 1 0 0。 1 0 1 0。 1 0 0 0。 0 1 1 0。 0 1 0 0。 0 0 1 0。 Table1=［ 0 0 0 0。 index1=find(NavigationCode0)。 Count=0。 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） if(Count=5) NavigationCode(1,m)=NavigationBit(1,i)。 Count=0。 for i=2:length(NavigationBit) if(NavigationBit(1,i)～ =NavigationBit(1,i1)) NavigationCode(1,m)=NavigationBit(1,i)。 m=2。 end NavigationCode=zeros(1,1)。 for i=Index(1,1):w:(length(GPSsignal)w+1) NavigationBit(m)=(GPSsignal(i:i+w1)*GpsMatch′ )/w。 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %下面是要找到 GPS signal中的導(dǎo)航電文 % %方法是檢驗(yàn) GPS signal(已被 C/A code 調(diào)制過 )的每個(gè)最大值處是否具 有相位偏移 % w=length(GpsMatch)。 Index(1,i)=I。 for i=1:100 %該循環(huán)目的是找出 Res ［ C I］ =max(Res2)。 %將本地生成匹配信號 GpsMatch與 GPSsignal循環(huán)卷積 end plot(1:m,Res)。 m=50000。 end GpsMatch=GpsMatch(2:length(GpsMatch))。 %生成一個(gè) 1*1 SinWave=［ SinWave SinWave SinWave SinWave SinWave］ 。 %產(chǎn)生一個(gè)步進(jìn) 2*pi/8 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） SinWave=single(SinWave)。 %找出 C/A碼中的低電平， 形成列向量存放在 index1中 Temp(index1)=ones(1,length(index1))。 %調(diào)用 ， 獲得衛(wèi)星編 號為 12的 C/A Temp=fGenerateCAcode3(SvNum)。 % load %從 Workspace中 %n=length(GPSsignal)。 % clc。在運(yùn)行程序之前， 我們必須將 Workspace中。 其結(jié)果還可以通過 Workspace查看，之所以要傳送到 Workspace中， 是因?yàn)槲覀冊诤竺娴姆抡嬷羞€要用到這些偽隨機(jī)碼。y3］′ 。y2］′ 。y1］′ 。 whitebg(′ black′ )。 grid on。 subplot(3,1,3)。 grid on。 subplot(3,1,2)。 grid on。 end end %%%%%%畫圖說明產(chǎn)生的三組偽隨機(jī)碼 %%%%% subplot(3,1,1)。 t3(n+1)=t(i)+。 y3(n+1)=x3(i)。 n=n+1。 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） end if (x3(i)==x3(i1)) y3(n)=x3(i)。 t2(m+1)=t(i)+。 y2(m+1)=x2(i)。 m=m+1。 end if (x2(i)==x2(i1)) y2(m)=x2(i)。 t1(k+1)=t(i)+。 y1(k+1)=x1(i)。 k=k+1。 for i=2: length(t) if (x1(i)==x1(i1)) y1(k)=x1(i)。m=2。t3(1)=t(1)。 t1(1)=t(1)。 y2(1)=x2(1)。 t3=zeros(1,1)。 %生成三個(gè) 1*1的零矩陣，存放偽 t1=zeros(1,1)。 y2=zeros(1,1)。 x3(index1)=ones(1,length(index1))。 x3=round(x3)。 x2(index1)=ones(1,length(index1))。 x2=round(x2)。 %找出 x1數(shù)組中為 0的元素 x1(index1)=ones(1,length(index1))。 %生成一組 1*length(t) x1=round(x1)。 t=0:5:1000。 clear?？梢詥尾交蚨嗖竭\(yùn)行 M文件。 圖 32 5000 個(gè)輸入數(shù)據(jù)點(diǎn) 圖 33 輸入信號的快速傅立葉變換 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 圖 34 6 號衛(wèi)星的 C/A碼起始點(diǎn) 圖 35 衛(wèi)星 6 的展開的各個(gè)頻率分量 對弱信號（ 24號衛(wèi)星）執(zhí)行捕獲，如圖 46和圖 47所示。由于輸入電文是實(shí)際收集到的數(shù)據(jù)，精頻的精確度就難以測定， 因?yàn)槠涠嗥绽疹l率未知。圖 35給出了相距 1 kHz的 21個(gè)頻率分量，最高值發(fā)生在 k=7處。 輸入信號看起來像噪聲，其湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 頻率描繪可通過 FFT求得，如圖 33所示。每次操作包含 50 000 個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)乘積和 50 000次 FFT，總共有 108(5000 25 000)個(gè)輸出結(jié)果。為了找到這個(gè)點(diǎn)，我們產(chǎn)生本地的一個(gè) C/A碼，將其數(shù)字化為 5000 個(gè)點(diǎn)，且與輸入信號點(diǎn)對點(diǎn)相乘，對此乘積的結(jié)果進(jìn)行 FFT 或 DFT 200 ns(1/5 MHz)和 1 kHz的頻率分辨率找出 C/A碼的起始點(diǎn)。高于這個(gè)門限的最高頻率分量就是我們要找的頻率。 圖 31C/A編碼的輸入信號與本地 C/A碼相乘 C/A 碼數(shù)值分析 一旦輸入變成連續(xù)信號，通過傅立葉變換可以知曉其頻率。 1 之間。圖 31中最上端是輸入信號，這個(gè)信號是 C/A 碼編碼的射頻信號相位。 GPS 衛(wèi)星信號的捕獲方法 傳統(tǒng)捕獲方法 捕獲的基本思想就是展開輸入信號，找到載波頻率。因此，實(shí)際捕獲時(shí)， 如果強(qiáng)調(diào)捕獲的速度的話，電文長度需保持在最小值。解決信號周期和步進(jìn)頻率問題的一個(gè)簡單方法是頻率相離與電文長度成反向關(guān)系。步進(jìn)頻率的大小與捕獲中的電文長度緊密相關(guān)。 限制電文長度的第二個(gè)因素是 C/A碼的多普勒效應(yīng) 。因此，為了保證捕獲電文中不含有數(shù)據(jù)偏移，需要 用兩組連續(xù)的電文來捕獲， 這個(gè)電文最大長度是 10 ms。也就是說，捕獲過程就是要獲得輸入信號的 C/A碼的起始點(diǎn)和載波頻率，然后傳遞給跟蹤過程。 10 kHz之內(nèi)。 GPS衛(wèi)星處于高速運(yùn)動(dòng)中，因此，其頻率會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移。 模擬產(chǎn)生代碼波形 圖 24 第 4 顆衛(wèi)星產(chǎn)生的 C/A碼 3 GPS 衛(wèi)星信號的捕獲 概述 為了跟蹤和解碼 GPS信號 , 首先要捕獲到 GPS信號。 axis(［ 0 length(x)+5 1 ］ )。 P=P+1。 else Show(P)=temp(i)。 Show(P+1)=temp(i)。 Show(P)=temp(i1)。 P=2。 % x(1)=0。 ca(ind2)=zeros(1,length(ind2))。 ind2=find(ca==1)。 ca = ssca。 g2 = g2tmp。 end g2tmp(1,1:g2shift)=g2(1,1023g2shift+1:1023)。 reg(1,2:10) = reg(1:1:9)。 %將 1～ 10 號寄存器的初始值設(shè)為 1 %將 10 號寄存器的輸出作為 G2 %并將 2 寄存器輸出模二相加后反饋給 1 for i = 1:1023, g2(i) = reg(10)。 reg(1) = slave1。 slave1 = reg(3)*reg(10)。 reg =1*ones(1,10)。862］ 。860。516。514。512。474。 ... 472。470。258。256。254。140。18。8。6。仿真程序完整的 M程序代碼如下： 程序代碼 湖北大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） %產(chǎn)生 C/A %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %本程序要求輸入衛(wèi)星的編號， 在圖 410 中顯示的是第 4 顆衛(wèi)星產(chǎn)生的 C/A 碼， 即輸入為 4 s