《GNSS软件接收机算法设计与仿真测试》.pdf

北京大学学报 (自然科学版)，第 44卷 ，第 6期，2008年 11月 ActaScientiarumNaturalium UniversitatisPekinensis，Vo1．44，No．6(Nov．2008) GNSS软件接收机算法设计与仿真测试 张飞舟 杨东凯 陈嘉 杨伯钢 北京大学地球与空间科学学院，北京 100871；北京航空航天大学 电子信息工程学院，北京 100083 E-mail：zhangfz@ pku．edu．ell 摘要 从 GNSS(globalnavigationsatellitesystern)软件接收机 的总体结构 出发 ，阐述 了GNSS软件接收机基本原理，设 计 rGNSS软件接收机的信号相关器及其工作流程 ，介绍了基于 FFT的码并行搜索策略，在信号跟踪 中详细给出了 载波环路中的鉴相器和鉴频器设计。对于导航定位解算 ，讨论了各项误差的处理方法，包括钟差和简化的等效对 流层误差模型，并给出了最小二乘法的具体实现步骤。仿真结果表明，软件接收机中采用伪码并行捕获方法、DLL 环与 FIJ1．环辅助下的PLL环路算法可获得 良好 的效果 。在考虑星钟误差、对流层误差、电离层误差和地球 自转引 起的偏差等误差源的条件下，最小二乘法解算的单点定位结果满足要求。 关键词 全球导航卫星系统 ；软件接收机 ；信号捕获；信号跟踪 ；系统仿真 中图分类号 0437；0433．1 Algorithm DesignandSimulationTestforSoftwareGNSSReceiver ZHANG Feizhou ，YANG Dongkai，CHEN Jia ，YANGBogang SchoolofEarthandSpaceScineees，PekingUniversity，Bering100871； SchoolofElectronicInformationEngineering，BeihangUniversity，Beijing100083；E-mail：zhangfz@pku．edu．ca Abstract TheGNSS softwarereceiverprinciple isintroducedbasedon itsarchitecture．Signalcorrelatorand itswork flow are designedflrsdyinthispaper．ParallelcodesearchingstrategyusingF丌 (fastfouriertransform)isdiscussedindetail，andthe phasediscriminator，frequency discriminatorin the carrierloop forsignaltrackingarealso analyzed．Variouserrorsourcesare discussedsuchastheclockerror，troposphericerrormodel，whereasimpleequivalentmodelforthelateroneisproposedofrthe softwarereceiver．The implementation stepsbased on leastsquaremethod isalsoproposed．Simulationresultshowsthatthe proposedsignalacquisitionstrategyandthetrackingmethodworkwell，includingtheparallelcodesearchingandtl1ePLL (phase lockloop)algorithmsupportedbyDLL(delaylockloop)andFLL(frequencylockloop)．Inaddition，thesinglepointpositioning resultmeetsthedemandusingtheleastsquaremethodwiththeconsiderationsof