INS辅助的GPS快速捕获方法研究
2012-04-26吴玉斌
沈阳理工大学学报 2012年3期
赵 晴,吴玉斌,李 强
(沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110159)
GPS是目前全球最先进的卫星导航定位系统,它具有实时性强、精度高和误差有界等优点,在军事领域的精确制导武器方面有着广泛的应用。在高动态环境下弹载GPS接收机接收到的信号存在较大的多普勒频移及弹体的旋转也很容易造成GPS信号失锁,使GPS卫星信号在捕获和跟踪时更加困难。由于惯性导航系统(INS)具有自主性强、连续性好等优点,利用其提供的速度和位置等信息[1],接收机可预先估计出由高速运动所产生的多普勒频移,进而减少频率搜索范围和捕获时间。
对于GPS信号快速捕获问题,线性搜索捕获算法的硬件较容易实现,但过长的捕获时间使其不适合用于高动态环境;基于快速傅立叶变换(FFT)的并行捕获具有较高的速度,但在高动态条件下不能预先估计多普勒频移及快速捕获信号。本文主要研究惯导系统辅助GPS接收机快速捕获信号的方法,提高接收机信号捕获速度和接收机的动态性能。
1 GPS信号捕获方法分析
GPS接收机对信号捕获的处理过程一般包括对选定卫星的载波频率和码相位进行二维搜索,当GPS信号被搜索到并确认后,此卫星信号的捕获过程随之完成。在高动态的环境下,尽管GPS卫星所发射的L1载波信号的中心频率为1575.42 MHz,由于卫星与接收机间的相对运动,会产生多普勒频移效应,所以接收机接收到的载波信号的中心频率一般与信号被发射时的频率L1不相等。……
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