室内外定位接收机关键技术研究实现

室内外定位接收机关键技术研究实现

论文摘要

城市规模不断扩大,各种风格建筑的诞生使得室内路径复杂多变。准确的定位到自己的位置,顺畅快捷的到达目的地成为人们的迫切需求。国家863课题“城市室内外高精度定位导航关键技术与服务示范”辅助北斗系统,建设城市室内外高精度定位服务系统,实现了室内外无缝定位。在此课题支撑下,本论文主要研究了定位接收机中的捕获和Snapshot(快照)关键技术,旨在提升定位接收机的性能,为室内外高精度定位提供保障。首先,本论文提出了一种基于并行相关器的捕获算法。相对于时域内串行捕获算法和基于FFT的快速并行捕获算法,该算法在保证捕获性能的同时,极大的提升了捕获的效率,并降低了实现的复杂度。该算法中的并行相关器、码相位捕获、载波频率捕获模块,已通过,FPGA实现,能够成功捕获到定位信号。同时,本文通过采用Matlab仿真量化位数,对捕获性能进行优化。仿真结果表明,在8bit量化情况下的捕获性能最佳,这是综合考虑了捕获性能和系统占用资源两方面的结果。另外,本文分别仿真分析了在使用互相关减轻算法,IPDL (Idle Period Down Link,下行链路空闲周期)机制下的捕获性能,结果表明以上两种算法均能显著提高系统的捕获能力。最后,针对微弱信号环境,本文提出了一种跟踪环路与Snapshot方式结合的方法。通过Snapshot模块输出伪码相位与跟踪输出伪距结合实现定位。其中,Snapshot模块输出的伪码相位,为定位提供了辅助的参考,帮助其减小多径带来的干扰。本文所提的算法和方法有效的提升了系统的定位精度,实现复杂度低,具有很高的实用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪言
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 GPS定位系统研究
  • 1.2.2 室内定位系统研究
  • 1.3 课题研究平台简介
  • 1.4 本文研究主要内容
  • 第二章 定位接收机理论基础
  • 2.1 定位原理
  • 2.2 伪随机C/A码
  • 2.3 接收机系统结构
  • 2.4 信号体制
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 接收机捕获算法
  • 3.1 捕获思想
  • 3.2 捕获方法
  • 3.2.1 时域内串行捕获算法
  • 3.2.2 基于FFT的快速并行捕获算法
  • 3.2.3 信号检测
  • 3.3 本系统捕获方法和实现
  • 3.3.1 码相位捕获
  • 3.3.2 并行相关器的实现
  • 3.3.3 码相位捕获的实现
  • 3.3.4 频率捕获
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 接收机捕获性能
  • 4.1 影响捕获性能的因素
  • 4.2 捕获性能仿真
  • 4.2.1 互相关减轻
  • 4.2.2 量化位数
  • 4.2.3 IPDL
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 一种微弱信号条件下的接收机实现
  • 5.1 微弱信号条件下接收机系统结构
  • 5.2 微弱信号条件下接收机的实现
  • 5.2.1 Snapshot的实现
  • 5.2.2 接收机实现
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间申请专利目录
  • 相关论文文献

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