【正文】 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。MATLAB還配備了大量工具箱，特別是還提供了仿真工具軟件SIMULINK。隨著MATLAB軟件的不斷完善，特別是仿真工具SIMULINK的出現(xiàn)，使MATLAB的應用范圍越來越廣。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贸绦颉?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。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。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)果輸出設備。 MATLAB應用概述 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。其工具箱又可分為兩類：功能性工具箱和學科性工具箱。功能性工具箱能用于多種學科。這些工具箱都是由該領域內(nèi)的學術水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學科范圍內(nèi)的基礎程序，而直接進行高、精、尖的研究。工具箱名稱應用領域系統(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)表工具箱名稱應用領域系統(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。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。這將節(jié)省時間，減少代碼。 (3) 盡量減少由程序或函數(shù)組成的表達式的數(shù)目。　　(4) 程序和函數(shù)應盡可能使用圖形化開發(fā)手段。(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。 MATLAB使用方法 MATLAB的功能包括：數(shù)值分析，數(shù)值和符號計算，工程和科學繪圖，通訊和控制系統(tǒng)的設計與仿真，數(shù)字圖像與信號處理，財務與金融工程等。 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。 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。如果不小心關閉了當前路徑窗口、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，如下圖所示： MATLAB恢復默認圖示 使用MATLAB，可以用來對變量進行算術運算、三角運算、冪運算等。例如，要計算π/3的正弦值，可以執(zhí)行命令sin(pi/3)。　　如果在命令窗口中反復輸入多個表達式，用戶會感到很麻煩。這就是m文件，后綴名為“.m”。 如果我們想調(diào)用某函數(shù)或者某m文件。路徑信息的輸入可以通過File菜單下的Set Path子菜單實現(xiàn)。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。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。字符間不允許有空格，且變量名區(qū)分大小寫。　　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。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。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。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）。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。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)絕對值或復數(shù)的模sqrt(x)開平方real(x))復數(shù)的實部imag(x)復數(shù)的虛部angle(x)復數(shù)的相角conj(x)復數(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)。 a b c]:冒號，如x=a:b:c，當寫為z(:,k)時表示所有行，同理，當寫作z(k,:)時表示所有列( )圓括號，如z(j, k)表示矩陣的j行k列元素，如a^(b+c)，如sin(x)[ ]方括號創(chuàng)建一組數(shù)值、向量、矩陣或字符串（字母型）{ }大括號創(chuàng)建單元矩陣或結(jié)構(gòu)%百分號注視分隔符，用于指示注釋的開始，MATLAB編譯器會忽略其右邊的內(nèi)容，但當用于在一對引號內(nèi)部定義字符串除外，如a=’p1=14 % of the total’‘引號或撇號1.’ Expression’表明Expression為字符串（字母型）…省略號表示MATLAB表達式繼續(xù)到下一行，增強代碼可讀性空格上下文相關：或者忽略從而作為數(shù)據(jù)創(chuàng)建語句的分隔符，如c=[a b]，或者作為字符串語句的一個字符 MATLAB提供的基本算術運算有：加（+）、減（）、乘（*）、除（/）、冪次方（^）。邏輯與運算= =關系運算，相等|邏輯或運算不等于邏輯非運算小于xor邏輯異或運算=小于等于……續(xù)行標志大于，分行符，結(jié)果不顯示=大于等于；分行符，結(jié)果顯示%注釋標志’矩陣轉(zhuǎn)置.’向量轉(zhuǎn)量MATLAB可以將計算結(jié)果以不同的精度輸出，列表說明如下： 數(shù)據(jù)輸出格式命 令說 明format short默認顯示，保留小數(shù)點后4位format long有效數(shù)字16位format long e有效數(shù)字16位加3位指數(shù)format short e 有效數(shù)字5位加3位指數(shù)format bank保留兩位小數(shù)位format +只給出正、負format rational以分數(shù)形式表示format hex16進制數(shù)format long g15位有效數(shù)format short g5位有效數(shù)MATLAB對使用變量名稱的規(guī)定：（1）變量名稱的英文大小寫是有區(qū)別的（apple、Apple、AppLe三個變量不同）。（3）變量名的第一個字母必須是英文，隨后可以摻雜英文字、數(shù)字或是下劃線。 MATLAB所定義的特殊變量及其意義變量名意 義help在線幫助，如help quitwho列出所有定義過的變量名稱ans默認的用來表示計算結(jié)果的變量名eps極小值=pip值inf無窮大的數(shù)165。數(shù)組多由一維元素構(gòu)成，而矩陣中多維元素組成。 MATLAB特殊函數(shù)函數(shù)符號說 明zero (i,j)創(chuàng)建i行j列的全零矩陣ones (i,j)創(chuàng)建i行j列的全1矩陣eye (i,j)創(chuàng)建i行j列對角線為1的矩陣rand (i,j)創(chuàng)建i行j列的隨機矩陣 MATLAB是基本的繪圖命令有二維曲線繪圖命令plot和三維曲線繪圖命令plot3。則以下語句執(zhí)行后可得到有關x和y的圖形： x=1inspace（0，2 * pi, 20）； % 設定x分別為0、2p/2* 2p/3*2p/…2p y1＝sinx，y2＝cosx；％ y1，y2分別是與x對應的正弦和余弦值 plot（x, y1, x，y2）；％在同一坐標圖上分別繪制正弦和余弦曲線如果想分幾次在同一坐標圖上繪制不同的曲線，可使用hold命令： hold on；％保持坐標圖不變，后繪制的圖形疊加在原圖上 hold off；％解除對原圖的保持，將原圖清除后再繪制新圖plot命令的基本格式是：plot（x數(shù)組, y數(shù)組,‘顏色圖標’），如需要在同一圖中畫多根曲線，只需依照此基本格式往后追加其他的x和y的數(shù)組即可。grid命令用來在圖形上添加或者刪除網(wǎng)格線，它是一個切換命令，若第一次是添加，則再執(zhí)行一次就是刪除。3 GPS衛(wèi)星導航信號算法及其MATLAB仿真 C/A碼仿真代碼及其仿真結(jié)果 ，其算法流程歸納如下：1. 用1111111111初始化移位寄存器G1和G2；2. 根據(jù)不同的衛(wèi)星編號選擇不