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GPS信号跟踪算法研究 摘要GPS 即为全球定位系统，具有全球覆盖、全天候工作等特点。随着 GPS 的升级和新的卫星导航系统的发展，与现存的 BPSK 调制信号相比，BOC 调制方式可以将军民信号频谱分离，是实现 GPS 现代化的重要技术。本文分别对 BPSK调制信号和BOC 调制信号的捕获和跟踪算法进行了研究。 在Matlab 环境下，本论文从 BPSK调制和 BOC 调制信号的仿真生成开始。对于BPSK调制信号，分析常规捕获和跟踪算法的优缺点，得出合适的算法，捕获部分采用基于 FFT 的捕获算法，跟踪部分采用锁频环和锁相环相结合的算法，相应编写了信号捕获和跟踪等程序，对算法进行了软件实现。对于 BOC 调制信号，根据其自相关函数和与 PRN 码的互相关函数的特性，对 ASPeCT 捕获和跟踪算法分别进行了仿真分析。 仿真结果表明，对于 BPSK 调制信号，软件实现的捕获和跟踪算法能够实现对其有效地捕获和跟踪。对于 BOC 调制信号，ASPeCT 捕获算法实现了对信号的有效捕获。10055 关键词：BPSK 调制BOC 调制捕获跟踪 TitleTrackingalgorithmofGPSsignal Abstract GPS is globalpositioning system, and which has the characteristics of global coverage and all-weather work. With the upgrade and new GPS satellite navigation system of development, with the existing BPSK modulation signal is compared, BOC modulation mode can be separated and signal spectrum, is to realize modernization important technology of GPS.This paper to BPSK modulation signal and BOC modulation signal capture and tracking algorithm. In the Matlab environment, this paper, from the BPSK modulation and BOC modulation signal generation of simulation began. For BPSK modulation signal, 5.2BOC(1,1)信号ASPeCT捕获算法20 6BPSK调制信号（GPS）跟踪算法23 6.1二阶 PLL 基本原理23 6.2伪码跟踪算法25 6.3载波跟踪算法27 6.4GPS 信号跟踪算法软件实现30 6.5仿真结果分析33 7BOC 调制信号跟踪算法35 7.1传统码跟踪算法存在的缺陷35 7.2BOC（1,1）信号 ASPeCT码跟踪算法36 结论38 致谢39 参考文献40 1绪论 1.1GPS 概述 GPS[1] （Global Positioning System，全球定位系统）是满足现今各方面需求的新 一代精密卫星定位系统。通过适当接受设备，全球范围内的用户都能获得 GPS 系统提 供的精确、连续的三维位置和速度信息。 全球定位系统的很多特点，如全球性、全天候、高精度等，都是许多其他定位系 统如陆基定位导航系统、惯性导航系统等所不具备的。这些特点使得全球定位系统， 也称卫星定位导航系统在军事领域被广泛地应用。 1.1.1GPS 系统的组成 GPS系统由三大部分组成[2] ，包括空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。 空间星座部分的 24 颗卫星分布在 6 个轨道平面上，每个平面上 4 颗，用于发射各种 定位所需的信息。地面控制部分分布在全世界，形成一个地面控制/监视网。随时监测 卫星的健康状态，并向卫星上加载导航数据和其他数据。用户部分负责接收 GPS 数据， 对其进行处理，最终获得导航定位信息。 为了得到用户的位置，一般需要接收到 4 颗卫星的信息来解算。但如果接收机时 钟已经和卫星时钟同步，便只需要 3颗卫星的距离值。 1.1.2GPS 的应用发展 GPS 提供两种服务：标准定位服务（SPS）和精密定位服务（PPS）。前者是民用 今年4 月ldquo;一箭双星rdquo;成功发射了第十二、十三颗北斗导航卫星，北斗系统定位、导航、 授时服务性能不断提升，应用服务逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、测绘等 领域，产生了显著的社会、经济效益，北斗应用呈全面推广和产业化之势。到今年年 底，我国