信号收集处理主要完成从相关器输入正交、同相超前和滞后通道的相关积分值,根据这些积分值实现码环、载波环捕获和跟踪过程中的判决和滤波等功能[2]。
GP2021硬件控制主要完成码环、载波环路的闭合控制过程。根据相位跟踪环路和码环、载波环路输出的控制量动态地调节GP2021的码DCO和载波DCO中的值,实现数据解调。
相位跟踪和导航数据解调环路是载波跟踪环路的最后一个环节,由它实现载波相位的抽取和数据解调。
接收机充分利用DSP处理器的功能,将以上软件都集中在一片DSP处理器中运行。DSP芯片的高速运算性能使得部分硬件功能软化,大大缩小了接收机的体积,同时增强了系统的灵活性。
在码和载波跟踪环路中,许多地方使用了数字滤波器。由于TMS320VC33计算精度很高,可以实现幅频特性很陡直的滤波器,完成带宽很窄的滤波。另外,DSP在进行数字信号处理过程中,仅受量化误差和有限字长影响,在处理过程中不引入其他噪声影响,有较高的信噪比。而这些正是笔者跟踪环路、跟踪频率斜升信号所必须的。同时,用DSP软件编程实现数字滤波,只需修改编程过程中的几个设计参数,就能灵活方便地实现不同性能的滤波器,从而改变跟踪环路的环路特性,为环路的调试带来极大的便利和灵活性。
2 动态GPS接收机关键技术研究
(1)实时有效的GPS星的历书的推算:为快速捕获信号,快速地定位,缩短冷启动时间,必须保证实时有效的GPS星的历书的存在。卫星的最新历书直接由用户根据较早的星历导出,通过外推得到冷捕搜星时刻的有效数据。现在,经过对间隔一个月的星历进行推算,GPS星轨道长半径α、偏心率e、轨道面倾角i、轨道准经度Ω0、轨道近地点角矩ω、平近点角M、星钟参数af0、af1都可达到相当的精度,其中a、e、i的值变化不大,同时设6个摄动修正参数为零。这样,就可得间隔一个月后的历书。
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