带限GPS接收机伪码测距性能分析

摘要

无限带宽假设下理想的GPS接收机伪码测距性能在GPS领域经典的参考书籍中已有记载,但实际GPS接收机伪码测距性能还受到接收机设计的限制.如接收机带宽、采样率、伪码测距的信号处理算法等均会对实际系统的测距性能产生影响.本文分析了GPS接收机带宽受限条件下伪码测距的性能,给出了相干和非相干鉴相器输出噪声归一化方差的表达式.该表达式不要求前端带通滤波前的射频信号所含噪声为高斯白噪声.该表达式不但适用于传统的GPS信号,也适用于部分新一代卫星导航信号,如BOC信号.相干和非相干鉴相器输出噪声归一化方差与前端带通滤波器带宽即接收机带宽、相关宽度、伪随机码功率谱密度有关.固定相关宽度d时,鉴相器输出噪声归一化方差随接收机带宽的增大而单调减小,直至接收机等效基带带宽B＞1/dTc时,鉴相器输出噪声归一化方差随接收机带宽的增大而发生振荡.本文分析了振荡的产生原因为经前端滤波器后伪码跳变点出现的吉布斯现象,指出了相关宽度d和接收机等效基带带宽B的最佳对应关系为d=1/BTc,为实际接收机设计提供了参考.