胡铁乔，孟田田

（中国民航大学电子信息与工程学院，天津 300300）

全球定位系统（global positioning system，GPS）可以为用户提供三维位置、速度和时间基准[1]。高动态GPS接收机的应用涉及到航天、航空和军工等敏感领域，设计高性能的高动态GPS接收机成为多数研究所和高校研究的重点。

在国外，1983年JPL（美国喷气动力实验室）首先对高动态环境下的GPS应用技术进行了研究[2-3]。目前美国JAVA、GARMIN等公司已生产出性能相当可靠的高动态GPS接收机。但由于高动态GPS信号接收系统在众多领域有重大应用，该系统的关键技术对中国是严格封锁的。随着FPGA技术的迅猛发展，可以用FPGA作为基带处理芯片，由于FPGA可编程实现，提高了接收机的软件化程度，能更加灵活地运用于各种领域。

1 高动态GPS信号捕获原理

1.1 捕获的基本原理

GPS信号捕获的目的是检测接收到的信号中是否含有某颗卫星信号，如果存在某颗星的GPS信号，则计算出GPS卫星信号的码相位和载波频率，并送入跟踪环路做进一步处理，最终完成三维定位。捕获部分是接收机进行信号处理和导航解算的基础。

在接收机中，接收机采集的来自第k颗卫星信号的C/A码部分为

其中：Ak为振幅；Dk为导航数据；Ck为C/A码；f1为载波频率。要获得导航数据，首先利用C/A码的相关特性，令sk（t）同本地产生的伪随机码相乘，剥除扩频码（即C/A码），然后再利用与sk（t）载波频率相同的本地载波信号剥除载波部分。而要产生与sk（t）完全匹配的伪随机码和本地载波信号，就需要知道C/A码的码相位以及载波频率。捕获过程就是要获得输入信号C/A码的起始点（相位）和载波频率的粗略值。……