1、GPS軟件接收機(jī)技術(shù)是近年來(lái)衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)新興技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的GPS接收機(jī)，GPS軟件接收機(jī)在實(shí)現(xiàn)多信號(hào)融合、高靈敏度、高精度、抗干擾和多路徑抑制等高性能方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。國(guó)外已經(jīng)研制出了基于Ll C/A碼的單頻GPS軟件接收機(jī)，目前正在朝著高性能的方向開發(fā)實(shí)用的衛(wèi)星導(dǎo)航軟件接收機(jī)。國(guó)內(nèi)在GPS軟件接收機(jī)技術(shù)方面的研究起步較晚，在高性能的關(guān)鍵技術(shù)方面與國(guó)外有較大的差距。因此，突破核心技術(shù)，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能衛(wèi)星導(dǎo)航

2、軟件接收機(jī)，對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。本文以GPS軟件接收機(jī)所包含的關(guān)鍵模塊為線索，對(duì)基于L1和L2C信號(hào)的GPS軟件接收機(jī)中若干關(guān)鍵算法以及GPS軟件接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究。論文的主要工作歸納如下：
　　 (1)提出一種基于塊處理和差分相干積分(BPDC)的Ll C/A碼高靈敏度捕獲算法。目前隨著GPS接收機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，如何在弱信號(hào)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)定位的問(wèn)題日益突出。本文對(duì)現(xiàn)有弱信號(hào)捕獲算法中的限制

3、因素進(jìn)行綜合考慮，提出一種基于塊處理和差分相干積分(BPDC)的L1 C/A碼高靈敏度捕獲算法。計(jì)算和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對(duì)于傳統(tǒng)的相干結(jié)合非相干方法，BPDC能減小計(jì)算量并提高捕獲的靈敏度。
　　 (2)提出一種適合于軟件接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的Ll輔助L2C快速精確捕獲算法。由于GPS現(xiàn)代化的L2C信號(hào)中的偽碼長(zhǎng)度很長(zhǎng)，如果利用傳統(tǒng)的FFT算法來(lái)實(shí)現(xiàn)捕獲，完成捕獲過(guò)程的時(shí)間和空間復(fù)雜度太高。因此，提出一種適合于軟件接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的L1輔助L2

4、C快速精確捕獲算法。計(jì)算和仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，L1輔助L2C信號(hào)捕獲減少了L2C信號(hào)捕獲的時(shí)間復(fù)雜度。同時(shí)，在L2C捕獲的過(guò)程中，利用分段FFT技術(shù)減少了空間復(fù)雜度，提高了捕獲運(yùn)算的實(shí)時(shí)性。
　　 (3)提出一種適合于寬載噪比范圍的載波頻率精確捕獲策略。為了在不同信噪比的情況下，實(shí)現(xiàn)載波頻率的快速精確估計(jì)，本文提出在信噪比高于35.5dB-Hz的時(shí)候，利用基于相位測(cè)量的載波頻率精確估計(jì)算法。在信噪比低于35.5dB-Hz的時(shí)候，

5、采用基于長(zhǎng)相干處理的載波頻率精確估計(jì)算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于FFT直接載波頻率精確估計(jì)算法，相位測(cè)量法在減少計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度方面有較大的優(yōu)勢(shì)。在計(jì)算量允許的范圍內(nèi)，基于長(zhǎng)相干處理的載波頻率精確估計(jì)算法在輸入信號(hào)的載噪比低于35.5dB-Hz的時(shí)候，可以較好地完成頻率精確捕獲的要求。
　　 (4)研究了一種基于極大似然估計(jì)的高靈敏度比特同步算法。為了實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)情況下的信號(hào)跟蹤，本文研究了一種基于極大似然估計(jì)的高靈敏度比特同步算

6、法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在弱信號(hào)的情況下，可以通過(guò)相應(yīng)地增加用于同步的時(shí)間來(lái)提高正確同步的概率。在比特變化率為0.5，同步時(shí)間不超過(guò)2s的情況下，可以對(duì)信噪比低至21dB-Hz的信號(hào)進(jìn)行較好地同步。
　　 (5)提出一種基于UKF的GPS Ll信號(hào)高靈敏度跟蹤算法。常用的碼跟蹤DLL和載波跟蹤PLL會(huì)在低信噪比情況下失鎖。為此，提出了一種基于UKF的GPS L1信號(hào)高靈敏度跟蹤算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用UKF降低了計(jì)算的復(fù)雜度，

7、且具有較高的跟蹤靈敏度和精度，是一種適合于軟件接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的算法。
　　 (6)研究了L2c信號(hào)中CM碼和CL碼的聯(lián)合跟蹤問(wèn)題。GPS接收機(jī)碼和載波的跟蹤誤差會(huì)直接影響到接收機(jī)的定位精度。隨著民用GPS對(duì)定位性能要求的不斷提高，需要在更弱的信號(hào)條件下，獲得更高的定位精度。為此，研究了一種基于數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻通道結(jié)合的GPS L2C高靈敏度跟蹤算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)將L2C信號(hào)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻通道的相干積分結(jié)合可以將載波和碼相位跟蹤門限降

8、低3dB左右。
　　 (7)自主設(shè)計(jì)了一種基于PC平臺(tái)的GPS軟件接收機(jī)和一套基于DSP的嵌入式硬件平臺(tái)?；赑C的GPS軟件接收機(jī)主要包括：中頻信號(hào)采樣器和接收機(jī)的信號(hào)處理軟件兩個(gè)方面。因此，本文首先提出了一種基于GP2015芯片和USB2.0接口的中頻信號(hào)采樣器設(shè)計(jì)方法。然后，研究了一種基于比特處理的高速并行軟件相關(guān)器。接著，對(duì)接收機(jī)信號(hào)處理軟件的具體流程進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的中頻信號(hào)采樣器可以在丟失和誤