基于PC平台的单频GPS软件接收机研究与实现

摘要

随着GPS系统的发展，其应用领域不断地深入和扩大，国内外越来越多的单位在研究GPS接收机。由于现代微电子技术的快速发展、可编程逻辑、通用数字信号处理器的普及，使得用软件无线电的思想来实现GPS接收机变为可能。
　　 传统的GPS接收机是在专用集成电路中完成，其主要优点是具有较高的信号处理速度。GPS软件接收机利用通用处理器，对信号进行处理和计算。相比于传统的GPS接收机，GPS软件接收机有更高的灵活性，可以方便的实现复杂度更高的算法。本课题完成了基于PC平台的单频GPS软件接收机的实现，重点是基带信号处理算法。这为以后进行伽利略和北斗接收机的研制提供技术基础和经验指导。
　　 本文的主体部分介绍了GPS软件接收机的基带信号处理算法与导航解算算法。捕获采用改进的频域并行码相位捕获算法；在GPS信号跟踪时，联合使用超前滞后环和对相位反转不敏感的科斯塔斯锁相环分别对码相位和多普勒频移进行跟踪，解调得到导航信号。最后对导航信号进行位同步奇偶校验，完成了导航信息的提取，计算卫星位置和伪距，从而计算出用户位置。
　　 在软件接收机的实现中，针对捕获和跟踪算法进行了代码的优化和改进，使用了FPU的指令集实现相关器、本地载波和伪随机码，提高了软件接收机的处理速度。