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全球定位系统(Global Positioning System, GPS)自二十世纪七十年代建成以来,经过二十余年的研究与发展,已成为世界范围内技术最成熟、使用范围最广的卫星导航定位系统,深刻影响着军事和民用的各个领域。城市恶劣环境中,信号的遮挡和丢失变得越加频繁,GPS接收机的重捕影响着定位性能。 本文重点研究了GPS接收机重捕的相关技术,包括失锁检测,载噪比测量和基于快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)高灵敏度重捕算法。首先,分析了多种失锁检测的方法,经过仿真对比得出相关器输出检测法能够在不增加接收机运算量的情况下带来良好性能。接着在载噪比测量部分,改进了窄宽功率比法使其平均时间随着信号功率而变化,并使用MATLAB软件进行了仿真,测试不同的平均时间在低功率下的性能表现,从而确定高功率(20dB以上)使用1s平均时间、低功率(20dB以下)使用2s平均时间,并在SEUGPS平台上进行了实测。最后给出了高灵敏度重捕技术方案并详细地分析设计了重捕算法的各个技术细节,通过比特估计解决了长相干存在的比特跳变问题,并使用FFT技术实现频点并行搜索。接着对上述重捕方案进行算法仿真,在仿真过程中对算法在动态和低功率多种情况中进行性能评估,多普勒变化率的范围是0~8Hz/s,信号功率(载噪比)变化范围是40~16dB。为了计算出各种情况下的信号重捕概率,采用蒙特卡罗统计方法,每种情况下重复仿真100次来计算重捕概率,并同样在SEUGPS平台上进行了实测。 本文基于SEUGPS平台针对载噪比算法和重捕算法进行了详细测试。载噪比测试的结果显示,采用2s平均时间的载噪比算法不仅在高功率下具有优良性能,并且在低功率下表现优异,能够在-162dBm功率下正常运行;重捕测试结果显示,本文提出的重捕算法,其灵敏度达到-159dBm,能够容忍的动态为8Hz/s,性能符合设计要求。