GNSS软件接收机的结构和信号捕获跟踪算法

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收机花在信号捕获上的时间是所有 １ － ｒ Ｆ Ｆ （ 首次定位时间）
最冗长的一部分 。提高信号捕获的速度黥于缩短 ｒ Ｉ ｆ Ｉ １ Ｆ Ｆ意
义重大［ ３ １ 。 本文基于 Ｆ Ｆ ｒ 循环相关捕获法提出了改进算法，
改进后的算法缩短了捕获时间， 并仿真验证了该算法的可
行性。
２ 基于 Ｆ Ｆ Ｔ算 法 的信 号 捕 获
ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｐ ｔ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｆ ＧＮＳ Ｓ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ｏ ｌ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｗａ ｓ
一 研 究 与 开 发
ＧＮ Ｓ Ｓ信 号捕获 与跟踪算 法 的改进与 实现
辛富国。 李 荣 芳
（ 陕 西 邮 电职 业技 术 学 院 成 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 为 了缩短 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ接 收 机 捕 获 信 号 所 用 的 时 间 ， 在对导航 信号进行频 谱观察 的基础上 ， 改 进 了基 于 Ｆ Ｆ ｒ 的捕 获算 法 和 阈值 的 设 定 ， 并 对 改 进 后 的算 法 进 行 了仿 真 验 证 ， 结果 表明该算法 具有可行 性 ， 并 可 以 缩 短 捕 获 时间。 设计 了 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ接 收 机 的 完 整 跟 踪 通 道 ， 利 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软 件 对 该 跟 踪 通 道 进 行 仿 真 ， 仿 真结 果 验 证 了该 跟 踪通 道的正确性 。
ａ ｌ ｓ ｏ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ．Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｉｏ ｔ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｃ ａ ｎ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｐ ｔ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ

gnss跟踪原理
GNSS（全球导航卫星系统）跟踪的原理是基于接收器从多颗卫星接收信号并计算其位置的技术。

GNSS系统包括全球定位系统（GPS）、伽利略卫星导航系统（Galileo）、格洛纳斯（GLONASS）和北斗卫星导航系统（BeiDou）等。

以下是GNSS跟踪的基本原理：
1.卫星信号传播：GNSS卫星发射无线信号，包含了卫星的位置、时间信息以及导航数据。

这些信号以电磁波的形式传播到地球。

2.接收器接收信号：GNSS接收器（例如GPS接收器）安装在地面、飞行器、船只或车辆等设备上。

接收器接收来自多颗卫星的信号。

3.信号延迟计算：GNSS接收器通过测量接收到信号的时间来计算信号的传播时间。

考虑到信号传播的速度是光速，通过测量时间可以得知信号传播的距离。

4.三角测量：接收器同时接收多颗卫星的信号，并使用三角测量原理计算设备的位置。

通过知道设备到每颗卫星的距离，可以确定设备在三维空间中的坐标。

5.时钟同步：GNSS接收器需要与卫星的精确时钟同步，以确保测量的准确性。

卫星的时钟通常比普通设备的时钟更准确。

6.多路径效应校正：由于信号在传播过程中可能发生反射和散射，导致接收器接收到的信号包含来自不同路径的分量。

接收器通常会使用算法来校正这些多路径效应，以提高位置测量的准确性。

总体来说，GNSS跟踪的原理是通过测量卫星信号的传播时间和三角测量等技术，确定接收器的位置。

这使得GNSS系统成为定位、导航和时间同步等领域中广泛应用的技术。

GNSS接收机原理1. 概述GNSS（全球导航卫星系统）接收机是使用全球卫星导航系统进行定位和导航的设备。

通过接收来自卫星系统的信号，接收机能够计算出接收位置的经度、纬度和海拔等信息。

本文将详细介绍GNSS接收机的原理及其工作方式。

2. GNSS系统概述全球导航卫星系统目前主要包括GPS（美国）、GLONASS（俄罗斯）、Galileo（欧盟）和BeiDou（中国）等系统。

这些系统由一系列卫星组成，它们围绕地球运行，发射导航信号。

GNSS接收机接收这些信号，并通过计算信号的传播时间和几何关系，确定接收机的位置。

3. GNSS接收机的组成GNSS接收机通常由天线、前置放大器、中频处理器、基带处理器和用户接口等组成。

3.1 天线天线用于接收来自卫星的导航信号。

天线的性能对接收机的定位精度有很大影响，因此选择合适的天线非常重要。

3.2 前置放大器前置放大器用于放大天线接收到的微弱信号，以增强信号的强度和抗干扰能力。

3.3 中频处理器中频处理器用于将接收到的高频信号转换为中频信号，以便后续处理。

3.4 基带处理器基带处理器是接收机的核心组件，它用于提取信号的导航信息，并进行信号处理和解算。

3.5 用户接口用户接口用于与接收机进行交互，显示定位信息和设置接收机参数等。

4. GNSS信号接收原理GNSS接收机的信号接收原理基于卫星导航原理和信号处理技术。

当GNSS接收机收到卫星发送的信号时，它会执行以下步骤来获取位置信息：4.1 信号接收接收机的天线接收卫星发送的导航信号。

4.2 信号处理接收机通过将接收到的信号与接收机内部的时钟信号进行比较，计算出接收信号的传输时间差。

4.3 定位解算接收机使用测距原理和多个卫星信号的时间差来计算接收机位置。

通过接收到的卫星信号的传播时间差，接收机可以确定其与每个卫星之间的距离。

4.4 误差校正为了提高位置定位的精度，接收机还需要对信号进行误差校正。

常见的误差包括大气延迟、钟差和多径效应等。

gnss接收机的工作原理GNSS（全球导航卫星系统）接收机是一种用于接收全球定位卫星系统信号并计算位置信息的设备。

它的工作原理基于卫星信号的接收和处理。

GNSS接收机的工作原理可以分为三个主要步骤：接收卫星信号、信号处理和位置计算。

接收卫星信号是GNSS接收机的第一步。

GNSS接收机通过接收来自多颗卫星的信号来确定其位置。

这些卫星通过它们在地球轨道上的位置以及它们发射的精确时间信号来提供定位服务。

GNSS接收机通常能够接收多个卫星的信号，以提高定位的精度和可靠性。

接收到卫星信号后，GNSS接收机进行信号处理。

这一步骤的目的是将接收到的信号转换为可用于定位计算的数据。

首先，接收机会对卫星信号进行放大和滤波，以提高信号质量。

然后，接收机会对信号进行解调和解码，以提取出有用的导航数据。

这些导航数据包括卫星的位置和时间信息。

最后，接收机会对信号进行跟踪，以确保持续接收和处理信号。

位置计算是GNSS接收机的最终步骤。

在此步骤中，接收机使用接收到的卫星信号和导航数据来计算其位置。

这通常是通过将接收到的信号与卫星的预测轨道进行比较，并使用三角测量技术来确定接收机的位置。

接收机通常需要接收至少四颗卫星的信号，以进行精确的位置计算。

计算得到的位置信息可以以经度、纬度和海拔高度的形式提供，以及其他相关的定位参数。

除了基本的位置计算，GNSS接收机还可以提供其他功能，如速度计算、时间同步和导航信息等。

这些功能都是基于接收到的卫星信号和导航数据进行计算和处理的。

GNSS接收机通过接收卫星信号、信号处理和位置计算来确定其位置。

它的工作原理基于卫星信号的接收和处理，以及三角测量技术的应用。

随着技术的不断发展，GNSS接收机的定位精度和可靠性也在不断提高，为我们的定位导航提供了重要的支持。

C om puter Technology and Its Applications适用于北斗GNSS-R接收机的反射信号捕获算法！杨锐黄海生李鑫曹新亮&(1.西安邮电大学电子工程学院，陕西西安710121;2.延安大学物理学与电子信息学院，陕西延安716000)摘要：针对北斗反射信号捕获难度大问题，提出一种适用于北斗'N S S-R接收机中反射信号的捕获算法。

该算法利用直射信号中的导航数据剥离掉反射信号中的导航数据，并通过周期累加运算和L L T相关，改进了传统的反射信号捕获算法。

算法可以降低长时间相干积分的运算量，提高算法捕获速率。

对新算法进行了M A T L A B仿真，并与 传统的捕获算法（相干非相干算法、差分相干算法）做了比较，仿真结果表明，该算法在捕获性能上明显优于传统的相干非相干与差分相干捕获算法。

关键词：反射信号；导航数据&相干积分&L L T&积分增益中图分类号：T N961 文献标识码：A D0I ：10.16157/j.issn.0258-7998.174212中文引用格式！杨锐，黄海生，李鑫，等.适用于北斗G1S S-R接收机的反射信号捕获算法[J].电子技术应用，201+，44 (8) :118-121，125.英文弓I用格式：Yang R u i，Huang Haisheng，Li X i n，et al.A reflected signal acquisition algorithm for Beidou G N S S-R receiver[J]. Application of Electronic Technique，2018，44(8) ：118-121，125.A reflected signal acquisition algorithm for Beidou GNSS-R receiverYang R u i1，Huang Haisheng1，Li X in1，Cao Xinliang2(1.School of Electronic Engineering，X i'an University of Posts and Telecommunications，X i!an 710121，China;2.School of Physics and Electronic Information，Y a n'an University，Y a n!an 716000，China)Abstract ：Aiming at the difficulty of Beidou reflected signal acquisition,this paper presents a capture algorithm for the reflected signal in the Beidou G N S S- R receiver.The algorithm uses the navigation data in the direct signal to peel off the navigation data in the reflected signal,and improves the traditional reflection signal acquisition algorithm through the cyclic accumulation operation and the F F T correlation.The algorithm can greatly reduce the computational complexity and shorten the capture time of long time integral of the reflected signal.In this paper,the M A T L A B simulation of the new algorithm i s carried out,and compared with the traditional coherent-uncoupling algorithm and the difference coherence algorithm.The simulation results show that the algorithm in this paper i s superior to the traditional coherent noncoherent and differential coherent acquisition algorithm in capturing performance. Key words ：reflected signals;navigation data;coherent noncoherent;F F T;integral gain〇引言全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite S y s t e m，G N S S)不仅可以为用户提供导航定位信息、授时等功能，其反射信号也可以被接收与处理。

接 收机 。软 件 接 收 机 将 在 很 多 领 域 得 到广 泛 的 应
Hale Waihona Puke 的方 法使 得 对 接 收 机 内部 算 法 的 研 究 具 有 巨 大 的
灵 活性和 经济性 ， 。
用， 如军 用 、 量 、 姿 及普 通 导航 等 。在 军 用 方 面 测 测
可以促进指挥 、 控制、 通信 、 导航等各 系统 的统 一； 民用方 面 ， 由于 软 件 接 收 机 的 成 本 低 廉 ， 可更 有 利
２ １ 中频 采样 方案 及频 率选取 ．
１ Ｇ Ｓ 软件接收机的结构 ＮＳ
基于软件的 Ｇ Ｓ Ｐ 接收机系统 由天线 、 射频前端
和软件 处 理 单 元 组 成 ， 构 如 图 １所 示 。其 中 ， 结 射频前 端部 件 主要 用来 将 射 频 信号 下 变 频 到 中频 ，
２ １ 年 ３ ７日收到 ， 月 ２ ０２ 月 ３ ３日修改
第一作者 简 介 ： 宋其 聪 ， 男。昆 明理 工 大 学硕 士研 究 生 。Ｅｍａ — ｉ ｌ
ｓ ｎ ｑ ｃ ｎ １ ８ ＠ １ ３． ｏ ｏ ｇ ｉｏ ｇ ９ ７ ６ ｔ ｍｏ
．
式（） １ 中输 入 频率 是 ， 样 频 率 是 ， 出频 率 是 采 输 厂， ３个 未 知数 ， 解 不 是 唯一 的 ， 设 计 接 收 机 ０有 故 故 时有 许多 可 能 的 选 择 。 由于 Ｇ Ｓ信 号 频 谱 必 然 是 Ｐ 关 于其载 波频率 对称 的 ， 以在实 际工 程 中 ， ｎ 所 当
第１ ２卷
第１ ７期
２ １ 年 ６月 ０２
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ． ２ Ｎｏ １ Ｊ ｎ ０ ２ １１ ．７ ｕ ．２ １

（二）GNSS RTK测量控制点选择点位的要求 图根和碎部RTK测量是布设最底层的控制点和测 设地形、地物特征点，实测点位的选择受到很大限制， 满足最低测量条件即可，以工作需要为主。 一、二、三级RTK控制点测量要照顾到下一级控 制布设的需要，精度要求较高。所以，控制点的点位 选择要求应与GNSS网点相同。
15
情境二 GNSS-RTK技术及应用
2．连续运行参考站网络（CORS） 连续运行参考站网络（Continuously Operating Reference Stations）是基于网络的基础设施之一， 可以动态、连续、快速、高精度地获取空间和地理特 征的现代信息网络。 CORS技术运用了网络、GNSS、现代大地测量、 地球动力学等技术和方法。提供移动定位、动态连续 的空间参考框架和地球动力学参考等服务。CORS系 统由基准站（参考站）、系统中心、呼叫中心、数据 通信、用户应用等子系统组成，用户无须设置基站。
16
情境二 GNSS-RTK技术及应用
3．后处理动态测量（PPK) 在实际作业过程中，有一些通信信号较弱或覆盖 不到的困难地区，无法实时进行单基站RTK和网络 RTK测量，现场可以采用后处理动态测量的模式进行 RTK测量。 后处理动态测量具体做法是：在测区选择一个基 准点，安置接收机连续跟踪所有可见卫星；另一台或 几台接收机先在任一开阔地带观测数分钟进行初始化 测量，在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下， 移动接收机在观测点进行测量。
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情境一 GNSS接收机的认识
其定位的具体方法是，接收机按一定卫星仰角要 求捕获到待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。接收机 通过捕获到的卫星信号，测量出接收天线至卫星的距 离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据 这些数据，接收机中的微处理计算机按定位解算方法 进行计算，计算出用户所在位置的地理经纬度、高度、 速度、时间等信息。

GNSS接收机什么是GNSS接收机GNSS（全球导航卫星系统）接收机是一种能够接收和解码卫星导航信号的设备。

GNSS系统包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯全球导航卫星系统）、Galileo（欧洲全球导航卫星系统）和其他一些区域性卫星导航系统。

GNSS接收机能够通过接收卫星发出的信号，计算出自身的位置、速度和时间等信息。

GNSS接收机的工作原理GNSS接收机的工作原理主要包括四个步骤：接收、跟踪、解码和处理。

1.接收：接收机通过天线接收卫星发出的微弱无线电信号。

接收机的天线应该放置在开阔的空旷地带，以确保接收到尽可能多的卫星信号。

2.跟踪：接收机会对接收到的信号进行频率和相位的跟踪。

频率跟踪是指接收机根据接收到的信号的频率变化来估计接收机和卫星之间的相对速度；相位跟踪是指接收机根据接收到的信号的相位变化来估计接收机和卫星之间的距离。

3.解码：跟踪后，接收机会对信号进行解码，提取出包含在信号中的导航信息。

解码后的信息包括卫星的位置、时间和导航消息等。

4.处理：接收机将解码后的信号进行处理，计算出自身的位置、速度和时间等信息。

处理后的信息可以通过接口输出，供其他设备或应用程序使用。

GNSS接收机的应用GNSS接收机在现代导航和定位应用中发挥着重要的作用。

以下是一些常见的应用领域：1. 交通导航GNSS接收机被广泛应用于交通导航系统中。

通过将GNSS接收机与地图数据结合，可以准确地确定车辆的位置，并提供具体的导航指引。

2. 海洋测量和勘探海洋测量和勘探需要对海洋中的船只和设备进行定位。

GNSS接收机的高精度定位能力，使得海洋测量和勘探工作更加高效准确。

3. 农业和精准农业在农业领域，GNSS接收机被用于确定农田的边界、做图和土壤含水量等信息。

通过精确的定位数据，农民可以更有效地管理土地和作物，提高农业生产效率。

4. 精密工程测量与建筑在建筑和工程领域，GNSS接收机被用于土地测量、建筑物的布局和监测等任务。

gnss基带算法GNSS基带算法是全球导航卫星系统（GNSS）中的关键技术之一，它在接收机端对接收到的卫星信号进行解调、解调、伪距计算等处理，从而实现定位、导航和时间同步等功能。

本文将从基带算法的基本原理、常见算法以及应用领域等方面进行介绍。

一、基带算法的基本原理GNSS基带算法的基本原理是将接收到的卫星信号进行分析和处理，从中提取出有关卫星位置、接收机位置和时间等信息，以实现定位和导航功能。

基带算法主要包括信号捕获、跟踪和解调、伪距计算等过程。

1. 信号捕获：接收机接收到的卫星信号是非常微弱的，需要通过信号捕获技术将其从背景噪声中提取出来。

信号捕获是通过对接收到的信号进行相关运算，从而得到与接收机位置相关的初始伪码延迟值。

2. 跟踪和解调：在信号捕获之后，接收机需要跟踪和解调接收到的信号。

跟踪是指在接收机端精确跟踪卫星信号的相位和频率，解调是指将接收到的信号解调为基带信号。

跟踪和解调过程是通过对信号进行相位锁定环（PLL）和频率锁定环（FLL）的运算来实现的。

3. 伪距计算：伪距是指接收机与卫星之间的距离，通过测量伪距可以计算出接收机的位置。

伪距计算是基于接收到的卫星信号的传播时间来进行的，通过测量接收机与多颗卫星之间的伪距差异，可以确定接收机的位置。

二、常见的GNSS基带算法1. 码相位测量算法：码相位测量算法是GNSS中常用的基带算法之一，它通过对接收到的信号进行码相位测量，从而得到接收机与卫星之间的伪距差异。

码相位测量算法主要包括码延迟估计、码相位测量和伪距计算等过程。

2. 载波相位测量算法：载波相位测量算法是GNSS中另一种常用的基带算法，它通过对接收到的信号进行载波相位测量，从而得到接收机与卫星之间的相位差。

载波相位测量算法主要包括载波相位锁定和载波相位差计算等过程。

三、GNSS基带算法的应用领域GNSS基带算法在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 定位和导航：GNSS基带算法可以实现对接收机位置的测量和定位，从而实现导航和导航功能。

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald26航空航天科学技术1 全球卫星导航系统概述GN S S (Glob a l Nav i g at ion S at e l l it e S y s t e m)全球卫星导航系统是是一种综合的星座系统，它是20世纪90年代中期由欧盟首先提出的，使所有在轨工作的卫星总称。

GN S S 接收机的主要工作是最精确地捕获到一定卫星高度截止角所选择的待测卫星信号。

并追踪这些卫星的基本运行轨迹，对所接收到的信号进行变换、放大等信号处理，用于测量计算出卫星信号从卫星到接收机天线之间的传播时间，编译出GN S S卫星发送的电文导航，计算用户的实际三维位置和速率及使用时间。

2 G N SS接收机的结构如图1所示，GN S S 软件接收机的结构主要包括硬件结构和软件结构。

硬件结构为设备前端设备的信号处理部分信号处理部分软件结构为：射频前端设备。

2.1 天线天线是专门为接收卫星信号而设计的，其结构必须适应所使用的环境且符合卫星信号的特点。

GNS S 接收机对天线的性能要求是：高增益、低噪声系数、大的动态范围。

2.2 RF前端卫星信号通过天线单元被接收后，经过射频前端，输入信号被放大，并下变频至中频信号，然后经过模数转换器形成数字信号后输入给基带处理模块。

下变频数字化方式的优点是输入频率首先转化到相对输入频率低的频率值，容易建立窄带滤波器，使放大器在低频工作，但必须使用混频器和本地振荡器，虽然增加了成本，但减少了频率误差产生的可能性。

前置R F 放大器主要用于当噪声过于强大时防止噪声对接收机的损害，并滤除掉频带外的高频信号；下变频主要是将本地的相关信号和接收到的高频信号进行滤波和多次的混频处理。

把信号从很高的1 575.42 MH z 频段进一步的变为较低的中频信号；A/D转化完成对中频信号的数字化，供基带处理使用。

2.3 基带信号处理GN S S 软件接收机信号处理功能主要是接收信号(来自射频模块的信号)，将该信号进行频率放大，滤波等相关处理。

全球导航卫星系统中的信号捕获与跟踪技术研究全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星的定位和导航系统，可以提供全球性的定位、导航和时间同步服务。

全球最主要的GNSS系统包括美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）、欧洲的伽利略系统（Galileo）以及中国的北斗导航系统（BeiDou）。

这些系统的核心技术是信号捕获与跟踪技术，它们确保接收设备能够有效捕获和跟踪卫星发射的信号，从而实现定位和导航功能。

信号捕获是指在卫星信号到达接收设备之前，通过接收天线将信号采集到接收机中。

GNSS卫星发射的信号是微弱的，同时还存在多路传播等环境干扰因素，因此信号捕获技术需要具备高灵敏度和抗干扰的能力。

常用的信号捕获技术有频率捕获和码捕获。

频率捕获通过多个频率，找到卫星信号的频率，并将接收设备的本地振荡器频率锁定到卫星信号的频率上。

这种方法在频率稳定性要求高的情况下非常有效，但需要较长时间来完整的频率范围。

码捕获是通过卫星信号的码片序列，找到与之匹配的码片序列，并确定在码片序列中的位置。

这种方法速度相对较快，但对接收设备的频率稳定性和初值的要求相对较高。

信号捕获之后，接收设备需要进行信号跟踪，以保持对卫星信号的稳定跟踪，实现定位和导航功能。

信号跟踪的关键是解调卫星信号，并提取出导航信息，如伪距和航空数据。

信号跟踪技术中常用的方法是延迟锁定环（DLL）和相位跟踪环（PLL）。

DLL用于解调伪距信息，它通过比较接收到的卫星信号与自身产生的码片序列的差异，并不断调整对码片序列的延迟，从而实现伪距测量。

PLL用于解调航空数据信息，它通过比较接收到的卫星信号与自身产生的航空数据序列的相位差异，并不断调整对相位的锁定，从而实现航空数据解调。

除了常规的信号捕获与跟踪技术，还有一些改进和创新的研究方向。

例如，自适应波束形成技术可以通过调整接收天线的辐射模式来提高信号捕获和跟踪的性能；盲解调技术可以在没有先验信息的情况下对卫星信号进行解调，从而简化信号捕获和跟踪过程；多普勒补偿技术可以有效抑制多普勒频移带来的性能降低；最优滤波技术可以通过优化滤波器参数来提高信号跟踪的性能。

GNSS接收机的组成1. 引言GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星定位技术进行导航和定位的系统。

GNSS 接收机是GNSS系统中的关键部件，用于接收卫星发送的导航信号并计算出自身的位置、速度和时间等信息。

本文将介绍GNSS接收机的组成、原理和功能。

2. GNSS接收机的基本组成2.1 天线GNSS接收机的天线用于接收卫星发送的导航信号。

天线通常由有源天线、天线滤波器和低噪声放大器（LNA）组成。

有源天线主要负责接收卫星信号，天线滤波器用于滤除非卫星导航频段的干扰信号，LNA则用于放大接收到的微弱卫星信号。

2.2 RF前端GNSS接收机的RF（Radio Frequency）前端包括射频信号的放大、滤波和变频等处理。

RF前端通常由放大器、滤波器、混频器和振荡器等组件构成。

放大器主要用于放大接收到的微弱卫星信号，滤波器用于筛除干扰信号，混频器则将高频信号转换为中频信号，振荡器则提供稳定的频率参考。

2.3 中频部分GNSS接收机的中频（Intermediate Frequency，IF）部分主要用于对接收到的信号进行放大、滤波和解调处理。

中频部分通常包括中频放大器、中频滤波器和解调器等组件。

中频放大器用于放大中频信号，滤波器用于筛除干扰信号，解调器则将中频信号解调得到原始的导航数据。

2.4 数字信号处理部分GNSS接收机的数字信号处理部分主要用于解码和计算接收到的导航信号，以计算出位置、速度和时间等信息。

数字信号处理部分包括解码器、导航计算模块和存储器等组件。

解码器用于解码接收到的导航信号，导航计算模块则利用解码后的数据进行导航计算，存储器用于存储解码后的数据和计算结果。

2.5 控制器GNSS接收机的控制器用于控制和管理整个接收机的运行。

控制器通常包括微处理器、时钟和接口等组件。

微处理器用于控制接收机的各种参数和功能，时钟提供准确的时间基准，接口用于与外部设备进行数据交换。

3. GNSS接收机的工作原理GNSS接收机的工作原理可以分为导航信号接收与处理两个过程。

gnss接收机原理GNSS接收机原理GNSS全称为全球导航卫星系统，是由多颗卫星组成的卫星导航系统。

GNSS接收机是一个用于接收卫星信号并处理信号以进行位置确定的设备。

GNSS接收机的原理是利用卫星发射的信号，通过接收机接收并处理信号，从而确定接收机所在的位置。

GNSS接收机的工作原理基于三个基本原理：时间测量、距离测量和卫星轨道计算。

GNSS接收机通过测量信号传输的时间差来确定接收机与卫星之间的距离。

接收机可以同时接收多颗卫星的信号，然后使用卫星轨道计算算法来计算出接收机的位置。

GNSS接收机的定位精度受到多种因素的影响，例如天气条件、卫星的位置和信号强度。

因此，GNSS接收机通常会使用多种技术来提高定位精度。

其中一种技术是差分GPS。

差分GPS使用两个接收机，一个在已知位置，一个在未知位置。

已知位置的接收机接收卫星信号并计算位置，然后将计算出的位置信息发送到未知位置的接收机。

未知位置的接收机使用已知位置的接收机发送的信息来提高定位精度。

GNSS接收机还可以使用其他技术来提高定位精度，例如RTK（实时动态差分）和PPP（精密点定位）。

RTK使用两个接收机，一个在移动设备上，一个在基准站上。

基准站接收卫星信号并计算位置，然后将计算出的位置信息发送到移动设备上的接收机。

移动设备上的接收机使用基准站发送的信息来提高定位精度。

PPP是一种可以在任何地方实现高精度定位的技术。

PPP使用一组精密的卫星轨道模型和大量的测量数据来计算接收机的位置。

GNSS接收机是利用卫星信号来确定位置的设备，其工作原理基于时间测量、距离测量和卫星轨道计算。

为了提高定位精度，GNSS 接收机通常会使用多种技术，例如差分GPS、RTK和PPP。

在未来，GNSS接收机将会继续发展和改进，以提供更高的定位精度和更广泛的应用。

适用于北斗GNSS-R接收机的反射信号捕获算法
杨锐;黄海生;李鑫;曹新亮
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2018(044)008
【摘要】针对北斗反射信号捕获难度大问题,提出一种适用于北斗GNSS-R接收机中反射信号的捕获算法.该算法利用直射信号中的导航数据剥离掉反射信号中的导航数据,并通过周期累加运算和FFT相关,改进了传统的反射信号捕获算法.算法可以降低长时间相干积分的运算量,提高算法捕获速率.对新算法进行了MATLAB仿真,并与传统的捕获算法(相干非相干算法、差分相干算法)做了比较,仿真结果表明,该算法在捕获性能上明显优于传统的相干非相干与差分相干捕获算法.
【总页数】5页(P118-121,125)
【作者】杨锐;黄海生;李鑫;曹新亮
【作者单位】西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121;延安大学物理学与电子信息学院,陕西延安716000
【正文语种】中文
【中图分类】TN961
【相关文献】
1.北斗软件接收机B1频点信号捕获算法研究 [J], 毛新凯;李世光;杨军
2.直射通道辅助的北斗弱反射信号捕获算法 [J], 周继航;杨俊安;黄科举;刘辉
3.关于北斗卫星接收机信号捕获策略仿真研究 [J], 覃新贤;管志伟;洪冰清
4.适用于GPS软件接收机的弱信号捕获方法 [J], 黎山;易清明;陈庆;石敏
5.GNSS-R接收机信号捕获算法设计 [J], 腾小霁;孙越强;吴迪;陶鹏
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GPS卫星波束
33
发射天线增益
Z
r
卫星 PSV
r
地心
Y
X 34
接收机天线有效面积
对各向同性天线, GR 1
对L1信号，λ=0.19m，有 Aeff 2.872 103 m2 或 Aeff 25.4dB
35
接收信号功率
发射功率 PT 27W 14.3dBW
卫星
发射天线增益GT 14.7dB
接收机的前端
位于天线与基带信号处理之间； 接收到的卫星信号功率放大100dB以上； 将信号下变频到容易处理的频段； 将模拟信号转换为数字信号； 尽量保持信号的形状，减小信号失真。
26
GPS接收机前端举例（L1）
27
7. GNSS接收机的信号强度
GNSS卫星高度超过20,000km，接收机天线收到的信 号很弱，信号功率只有-130dBm左右，接收机输入功 率信噪比为-20dB，即信号淹没在噪声中；
电源特性
电 源：使用二节或三节AA电池 工作时间：使用三节AA电池并联，典型工作状态下可工作12小时以
物理指标
尺 寸：155.5mm×78.8mm×42.7mm（长×宽×厚） 重 量：265克（不含电池）
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GIS 数据采集GPS指标
环境特性
工作温度：-10℃ ~ +60℃ 存储温度：-20℃ ~ +70℃ 防尘防水：IP67 抗 跌 落：1.5米高度自然跌落至地面
20
接收机的技术指标
测量定位精度：水平位置精度和垂直高度精度。 时间同步精度：GNSS接收机输出的时间同步秒 脉冲信号与系统时同步精度。 位置数据更新率：一般为1次/秒~10次/秒，通常 高动态接收机的更新率要求更高。 首次定位时间：接收机从开始加电到首次得到满 足定位精度要求的定位结果所需的时间。

基于基站辅助技术的』MA架构GNSS信号捕获算法研究摘要：基于性能的导航(PBN)技术要求GNS S信号的快速捕获和全时覆盖，这对传统的GNS S接收机提出了新的挑战。

文章研究了在复杂干扰环境下的GNS S信号快速捕获技术。

提出了一种基于固定台辅助技术的I M A架构GNS S信号捕获算法，该算法通过研究不同固定台距离范围内的D oppler频率预估算法，缩小D oppler的搜索范围，进而减少GNS S信号的捕获时间和捕获能力。

试验证明，该算法可以提高对信号的捕获速度，有效的提高对弱信号的捕获能力。

关键词：GNS S 信号处理软件无线电R N P A R 技术多应用于地形复杂的山区机场，飞机运行过程中信号遮挡严重，会出现瞬断现象。

该项技术的实现要求G N S S信号的快速捕获、全时覆盖。

这就对传统的机载G N S S 接收机提出了新的挑战。

传统的机载GNS S 接收机基于集成芯片架构，即射频前端和卫星信号解算部分由专用定制的芯片来实现，被称为硬件接收机[1-2]。

硬件接收机的信号处理依靠硬件芯片来实现，用户很难改变相应的参数或更换算法。

GNS S 软件接收机（软件定义的GNS S 接收机），由于其高度的灵活性和可编程性为研究人员提供了丰富的评估和验证平台[3]。

新一代基于I M A 架构的航电系统，为G N S S 软件接收机的应用提供了可能，结构如图1 所示，G N S S 软件接收机由射频前端硬件设备和I M A 通用处理机中的G N S S 信号处理程序两部分组成[4]。

GN S S 信号的传输过程中，由于障碍物阻挡、复杂电磁环境下的电离层干扰、玻璃幕墙等多路径干扰，在城市建筑低谷和海洋环境的机场，G N S S 信号强度受到严重的削弱和干扰。

因此，如何实现对G N S S 信号的快速采集以及对干扰信号的处理成为该领域的研究热点。

1 D o p p l e r 频估算法基站辅助技术，又称为辅助全球定位系统。