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全球定位系统(GPS)是新一代的精密卫星导航定位系统。由于其全球性、全天候以及连续实时三维定位等特点,在军事和民用领域得到了广泛的发展。近年来,随着科学技术的发展,GPS导航和定位技术已向高精度、高动态的方向发展。GPS卫星接收机属于卫星导航定位系统中的用户设备,主要用于接收卫星信号和电文,由无线电信号测定用户至卫星的距离,或多普勒频移等观测量;根据导航电文,计算观测卫星的位置和速度,根据观测量和卫星的位置、速度,解算出用户的位置和速度。目前,国内大多数GPS接收机都是在国外定位模块的基础上进行二次开发,但是随着GPS定位广泛的应用,要求我们全面透彻地研究GPS定位系统,为我国的定位导航应用作出贡献。为了满足更加高的定位要求,获得更加高的可靠性,对GPS接收机来说,要能兼容各种定位导航系统而且考虑到算法改进的成本问题,相比较于现有的GPS接收机需要更换硬件设备,GPS软件接收机只需改动软件,具有更强的灵活性和开放性。
本文所做的工作是利用Matlab软件搭建GPS仿真平台。本文阐述了C/A码的生成原理与GPS信号的生成原理,捕获和跟踪的原理,GPS信号的捕获和跟踪。利用FFT相关法进行时间和频率串行搜索,超前-滞后结构形式的延迟锁定环(DDL)进行伪码跟踪和科斯塔斯载波跟踪环进行载波跟踪的算法。然后,利用MATLAB仿真环境开发信号仿真平台,并利用此仿真器实现GPS信号的仿真,并对所提出的信号的捕获和跟踪算法进行了仿真。仿真结果表明,所做的仿真达到了预期设计的目标。