gps信号捕获matlab

GPS课程设计 实验报告（2）

学院 姓名LSC 班级 学号 指导教员

一、试验名称：GPS信号捕获 二、试验目的：

1. 熟悉GPS信号捕获基本概念；

2. 掌握串行搜索算法、并行频率搜索算法和并行码相位搜索捕获算法的基本思想、特点及算法流程；

3. 训练在实际当中分析问题、解决问题的能力。

三、试验内容

1. 编写GPS信号捕获子程序，算法自选。

2. 将实验一最终生成的信号延迟?时间，并加上大小为fD的多普勒频移，使用以上编写的信号捕获子程序对该信号进行捕获。

3. 画出三维捕获结果图（要求至少画出两幅，一幅对应信号成功捕获，一幅对应未捕获到信号）。

四、试验原理

4.1 概述

为了跟踪和解码GPS信号, 首先要捕获到GPS信号。将捕获到的GPS信号的必要参数立刻传递给跟踪过程，再通过跟踪过程便可得到卫星的导航电文。GPS

卫星处于高速运动中，因此，其频率会产生多普勒频移。为覆盖高速卫星预期中的所有多普勒频率范围，捕获方法覆盖的频率范围必须在±10 kHz之内。针对某个特定的卫星信号，捕获过程就是要找到C/A码的起始点，并利用找到的起始点展开C/A码频谱，一旦复现了C/A码的频谱，输出信号将变成连续波（Continuous Wave，C

GPS课程设计 实验报告（2）

学院 姓名LSC 班级 学号 指导教员

一、试验名称：GPS信号捕获 二、试验目的：

1. 熟悉GPS信号捕获基本概念；

2. 掌握串行搜索算法、并行频率搜索算法和并行码相位搜索捕获算法的基本思想、特点及算法流程；

3. 训练在实际当中分析问题、解决问题的能力。

三、试验内容

1. 编写GPS信号捕获子程序，算法自选。

2. 将实验一最终生成的信号延迟?时间，并加上大小为fD的多普勒频移，使用以上编写的信号捕获子程序对该信号进行捕获。

3. 画出三维捕获结果图（要求至少画出两幅，一幅对应信号成功捕获，一幅对应未捕获到信号）。

四、试验原理

4.1 概述

为了跟踪和解码GPS信号, 首先要捕获到GPS信号。将捕获到的GPS信号的必要参数立刻传递给跟踪过程，再通过跟踪过程便可得到卫星的导航电文。GPS

卫星处于高速运动中，因此，其频率会产生多普勒频移。为覆盖高速卫星预期中的所有多普勒频率范围，捕获方法覆盖的频率范围必须在±10 kHz之内。针对某个特定的卫星信号，捕获过程就是要找到C/A码的起始点，并利用找到的起始点展开C/A码频谱，一旦复现了C/A码的频谱，输出信号将变成连续波（Continuous Wave，C

信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息。目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出。普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位。为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在传统的相干积分和非相干积分的捕获方法的基础上,本

配套毕业设计论文见百度文库

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《基于MATLAB的GPS信号仿真123》

附录C 仿真程序代码

1、

数据码的产生

function datacode=data(x)

y=rand(1,x); for i=1:x if y(i)<0.5 datacode(i)=0; else

datacode(i)=1; end end y(1)=0;

show2(1)=datacode(1); q=2;

for i=1:length(datacode) for j=1:100 y(q)=i-1+j*0.01; show2(q)=datacode(i); q=q+1; end end

plot(y,show2);

axis([0 length(datacode) -0.2 1.2]);

1、

C/A码的产生及扩频调制

clc;

c=input('请输入数据码的长度：c='); y=rand(1,c);

for i=1:c if y(i)<0.5 datacode(i)=0; else

datacode(i)=1; end end x(1)=0;

show(1)=datacode(1); p=2; for i=1:c for j=1:10

GPS卫星信号体制研究

2011年第1期

文章编号:1006 2475(2011)01 0142 03

计算机与现代化JISUANJIYUXIANDAIHUA

总第185期

GPS卫星信号体制研究

陈振宇,冯旭哲

(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)

摘要:信号体制是卫星导航系统的基础和重要组成部分,本文首先简单地介绍卫星定位原理,接着从GPS卫星信号的组

成入手,从导航码、测距码和载波三个方面对其进行详细的分析,并且简单地研究它们各自的特点。本文对于了解GPS及深入地学习导航有一定的指导意义。

关键词:信号体制;卫星导航;全球定位系统中图分类号:TN967.1;TP872 文献标识码:A do:i10.3969/.jissn.1006 2475.2011.01.041

StudyonSignalStructureofGPS

CHENZhen yu,FENGXu zhe

(SchoolofMechatronicsandAutomation,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)

Abstract:Signalstructureisthebasi

单位代码___________ 学 号_________ 分 类 号___________ 密 级___________

课程设计

院（系）名称___ ___ 专 业 名 称___ _ ____ 学 生 姓 名__ ______ 指 导 教 师___ _______

直接序列扩频伪码捕获的matlab仿真

扩频通信（即扩展频谱通信），一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。随着通信容量的不断增加，频率资源愈发紧张，为了缓解这一突出问题，通常在窄带通信系统中，主要是通过频率划分来防止各信道之间的干扰。但是，随着扩频通信的研究和运用，由于其对接收端要求强相关性，使得频率可以重复使用，提高了频率利用率。同时扩频通信的抗干扰能力强，现在已经广泛应用于移动电话、无线电微波通信、无线数据通信、跟踪和报警等系统中。

扩频通信的理论基础

信息论中关于信息容量的仙农（Shannon）公式为

（式1）

其中C为信道容量；W为信号频带宽度；S/N为信噪比。由式1可得到以下结论：在信道容量C不变的条件下，可用不同带宽W

实验一 信号抽样与恢复

一、实验目的

学会用MATLAB 实现连续信号的采样和重建

二、实验原理

1．抽样定理

若)(t f 是带限信号，带宽为m ω, )(t f 经采样后的频谱)(ωs F 就是将)(t f 的频谱 )(ωF 在频率轴上以采样频率s ω为间隔进行周期延拓。因此，当s ω≥m ω时，不会发生频率混叠；而当 s ω

2．信号重建

经采样后得到信号)(t f s 经理想低通)(t h 则可得到重建信号)(t f ，即： )(t f =)(t f s *)(t h

其中：)(t f s =)

(t f ∑∞∞--)(s nT t δ=∑∞

∞

--)()(s s nT t nT f δ 所以： )(t f =)(t f s *)(t h =∑∞∞--)()(s s nT t nT f δ*)(t Sa T c c s

ωπ

ω =πωc s T ∑∞∞--)]([)(s c s

nT t Sa nT f ω

上式表明，连续信号可以展开成抽样函数的无穷级数。

利用MATLAB 中的t t t c ππ)sin()(sin =来表示)(t Sa ，有 )(sin )(πt c t Sa =，所以可以得到在MATLAB 中信号由)(s nT f 重建)(

实验一 信号的MATLAB表示及信号运算 一．实验目的

1、掌握 MATLAB 的使用； 2、掌握 MATLAB 生成信号波形； 3、掌握 MATLAB 分析常用连续信号； 4、掌握信号运算的 MATLAB 实现。 二．实验内容及结果 (一)信号的MATLAB表示

1.用MATLAB实现函数f(t)?Sa(t),并绘制f(t)的波形。

2.用MATLAB绘制正弦函数f(t)?Ksin(wt?a)的波形。

3.用MATLAB绘制单边指数函数f(t)?Ke?at的图形。

4.用MATLAB绘制单位冲击信号的波形。

5.用MATLAB绘制单位阶跃信号的波形。

6.用MATLAB绘制周期方波信号的波形。

7.用MATLAB绘制矩形脉冲信号的波形。

8.用MATLAB绘制三角波脉冲信号的波形。

9.用MATLAB实现函数x(t)?e?0.1tsin(23t)，并绘制波形。

（二）信号运算的MATLAB实现

10.对1-8所示的三角波，利用MATLAB画出f(2t)和f(2?2t)的波形。

三．实验中的主要结论

MATLAB 可以方便的生成信号波形，分析常用连续信号，完成信号的运算。 用户可以自己编写程序实现所需函数，显示出波形，并且实现连续信号

太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）

太原理工大学现代科技学院

毕业设计（论文）

设计(论文)题目：

北斗卫星信号快速捕获方法研究

学 生：

专 业：测控技术与仪器 班 级：10-1 指导教师：

设计日期：2014年6月16日

I

太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）

北斗卫星信号快速捕获方法研究

摘 要

卫星信号捕获与跟踪是北斗全球导航卫星定位系统的重要组成部分，而快速捕获性能是影响卫星导航定位速度的重要因素。北斗卫星导航定位系统可以为中国以及周边地区提供卫星导航及定位服务，促进卫星导航产业发展，满足用户交换信息的需求。在北斗卫星导航定位系统中，如何快速捕获卫星信号，跟踪卫星信号是一件非常有难度的事情。本课题研究与实现的内容是卫星导航定位中最重要的技术之一：微弱卫星信号快速捕获技术。

本文首先阐述了卫星导航定位系统的信号编码模型，并对二次编码技术进行了分析，包括其分类、产生方式、相关性、作用、设计准则。

然后本文介绍了现有微弱信号快速捕获算法研究，主要是串行捕获算法。本文介绍了串行捕获算法的原理，并给出了原理框图，并分析了其性能。串行捕获易于实现，但捕获时间很长。

最后，本文介绍了基于FFT并行捕获算法，包括

实 验 报 告

理学院 物理1203班

Q1-1：修改程序Program1_1，将dt改为0.2，再执行该程序，保存图形，看看所得图形

的效果如何？

dt = 0.01时的信号波形 dt = 0.2时的信号波形

这两幅图形有什么区别，哪一幅图形看起来与实际信号波形更像？

答：第一幅图看起来更加圆滑，第一幅的与实际信号更像

Q1-2：以Q1_2为文件名存盘，产生实门信号g2(t)和信号f(t)?g2(t)cos10?t。 要求

在图形中加上网格线，并使用函数axis()控制图形的时间范围在-2~2秒之间。然后执行该程序，保存所的图形。

t=-2:0.01:2;

y=g(t).*cos(10*pi*t); plot(t,y) grid on;

axis([-2,2,-2,2])

title ('y=g(t).*cos(10*pi*t)')

Q1-3：将实验原理中所给的单位冲激信号和单位阶跃信号的函数文件在MATLAB文件编

辑器中编写好，并分别以以文件名delta和Heaviside存入work文件夹中以便于使用。

抄写函数文件delta如下：