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基子DSP的高动态GPS接收机关键技术
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文章来源: hc360慧聪网通信行业频道
文章作者: 张伯川 常 青 张其善 寇艳红
发布时间: 2004-11-09
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t1时刻
af0=：0．596651807427D-04 af1=0．579802872380D—11
t1+30天时刻
af0=0．724918209016D-04 af1=0．477484718431D-11
t1+30天时刻的推算结果
afo=0．7237169739D-04 af1=0．4706628D-11
t1时刻 t1+30天时刻
Ωt1=-2．09716567564 Ω0t2=-2.72117917258
ωt1=-1．71643691820 ωt2=-1．67529031669
Mot1=3．08373107049 Mot2=-2．08799859062
由toe1，时刻的星历可推算出toe2时刻的星历
计算得出Ω1ot2=-2．720653，ωt2=-1．666083，
Mlot2=-2．085210
(2) 时钟特性对高动态接收机的动态性能影响的研究：时钟特性(频率飘移和老化率)对高动态接收机的动态性能有较大的影响，在高动态接收机中必须予以考虑并尽量消除之。其中，频率飘移的消除大约可以使冷启动时间缩短60s。
(3)高加速度下的载波跟踪环路的研究：为检测高动态GPS信号，需要设计码环及载波环的捕获与跟踪数字系统。当使用对信号同时进行时域(码相位)和频域(多普勒频移)的二维搜索从而对载波多普勒频移逐次逼近扫描的串行搜索法时，在高动态下，由于码的捕获是分频段进行的，载波跟踪环路对码跟踪环路提供速度辅助，且由于码的跟踪是在频率误差范围500Hz以内进行的，一定范围内的高加速度引起的频率变化率对码的捕获和跟踪影响不大，环路失锁首先从载波跟踪环路开始。同时，一定范围内的高速度只影响频率捕获所涉及到的频段数而对频率跟踪影响不大。因此，在高动态下，在CPS信号的码跟踪和载波捕获与跟踪问题中解决在高加速度下的载波跟踪问题具有十分重要的意义。需设计出具有较大动态范围的载波跟踪相关算法。该算法应同时兼顾在高加速度和高加速度环境下的环路工作特性。
现在，笔者已设计出具有较大动态范围的载波跟踪环路，并使用在接收机中，但环路的各项具体指标正在测试中。接收机载波跟踪模块工作流程图如图4所示。
(4)对原低动态接收机的相位跟踪环路的改进。四项鉴频器和叉积鉴频器实现精确的频率跟踪，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，由它来实现载波相位的抽取和数据解调。到叉积鉴频器时只能实现码锁定、载波锁定。位同步和帧同步状态只有在相位跟踪和导航数据解调环路正确工作后才可实现。而只有当帧同步(即数据可以正确解调下来并实现帧同步)后，接收机才可得到正确的伪距。此后建立导航定位方程组并准确定位。故而，如相位跟踪和导航数据解调环路不能正常工作，接收机将不能定位。适当扩大载波跟踪环路等效噪声带宽BLF，跟踪精度降低，载波跟踪环路产生的各项误差会反应到相位跟踪环路，但捕获时间缩短且锁相环的动态范围会得到改善；同时，对于相位跟踪环路，由于它的线性牵引有效范围有限，如果可以扩大这个范围，则可补偿由于变宽而对相位跟踪环路造成的影响，同时增加相位跟踪环路对载波跟踪环路补偿作用的范围，从而改善在高加速度下载波跟踪性能。
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