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全球卫星导航系统在国民经济发展、国防军事建设等方面均起到了至关重要的作用,是国家综合国力的重要标志。目前具有全球导航定位能力的卫星导航系统有美国的GPS系统、俄罗斯的Glonass系统以及欧盟的Galileo计划。随着2003年中国“北斗一号”导航卫星系统的正式运行,至此标志着中国拥有完全自主知识产权的全球卫星导航系统。 北斗卫星系统基带信号所采用的扩频码相比于目前常用的GPS卫星系统的扩频码的周期较长,扩频码周期的加长会给卫星导航定位系统带来许多相应的好处,但问题也就随之而来,扩频码的周期越长,同步捕获所需要的时间就越长,将极大地耗费硬件资源,而且系统的功耗会随之增大。 在北斗信号捕获的过程中,其中的关键问题就是将卫星数字中频信号与本地参考信号同步,而如何快速有效并且精准的捕获北斗卫星信号是研究卫星接收机的重要环节之一。综合所有卫星系统,在信号的捕获问题上,目前具有许多的解决方法,但综合众多捕获算法,考虑到捕获精度、硬件复杂程度以及资源消耗等方面。本文选用以传统的串行捕获算法为基础,在此基础上加以改进,改进串行捕获算法在捕获时间上较长的缺点,提高捕获效率。 为了分析串行捕获算法以及改进算法的性能,本文做了如下的研究和探索:(1)研究了传统串行捕获算法的原理及其存在的弊端。(2)研究伪随机序列m序列的生成原理及Gold码的生成过程,为后续的伪码捕获提供理论基础。(3)对传统串行捕获算法进行改进,采用混频前端抽取的技术,在保证信息完整性的前提下,将北斗卫星信号中长度为11999的测距码通过降采样变为长度为2400的测距码,并分析改进算法的可行性。(4)利用MATLAB软件对原始算法和改进算法进行仿真捕获,验证虽然待处理数据发生变化,但仍然能很好的捕获到卫星信号。 本文还采用了Altera公司的EP3C25E144C8芯片,通过运用 Verilog编程语言在Quartus II开发环境下对北斗信号串行捕获算法进行硬件实现,并将最终的捕获结果通过lcd12864显示屏表现出来,验证了算法的可行性。