GPS接收机跟踪算法的设计与仿真

论文主要对GPS接收机跟踪模块中的载波跟踪环和码跟踪环的环路结构进行了设计。首先跟踪模块的实现采用了码环与载波环相互耦合的结构,这样可以有效地降低环路的复杂度;在码环和载波环中分别采用了非相干的延迟锁定环路和相位跳转不敏感的Costas环路~([1]);鉴别器是对点积算法进行了归一化处理,因为经过归一化处理后的鉴别器将不受信号幅度的影响,且该算法的计算量较少~([2])。最后利用Matlab平台对所设计的接收机进行系统的建模与仿真,对仿真结果进行分析进而验证了跟踪环设计的正确性~([3])。     

基于FLL/PLL相结合的载波跟踪在导航接收机中的应用

载体动态性所引入的多普勒频移给导航接收机中的载波跟踪带来了很大困难。在对比分析了载波频率跟踪(FLL)和载波相位跟踪(PLL)环路各自优点的基础上，提出一种FLL／PLL相结合的载波跟踪方法，以充分发挥FLL动态性能较好、PLL的跟踪精度较高的优点，实现动态环境下快速、精确地载波跟踪；并以相位跟踪环路为例分析了热噪声及载体动态性对环路的影响。得出了环路设计的最佳带宽。理论分析和仿真结果表明。该方法能快速、精确地实现载波的跟踪。     

基于预存查表的GPS软件接收机的载波产生方法

在GPS软件接收机的跟踪环路,本地码产生、载波产生、相关积分这三个耗时最多的部分中,本地微调生成载波最为耗时,所用时间占整个信号跟踪处理时间的近一半[1]。为了能提高卫星跟踪速度,快速、准确地提取导航数据,达到软件接收机实时性的要求,在对传统GPS软件接收机跟踪算法分析、研究的基础上,提出一种基于载波的二进制存储,通过查表调用解决GPS软件接收机跟踪信号时间中耗时的载波的产生问题的方法。采用预存微调的本地载波二进制数据的方法,可以直接载入载波数据然后查表调用这些数据,免去了每次跟踪循环中产生微调的载波所耗费的时间,成功消除跟踪环路中载波产生的时间,使跟踪的速度提高了一倍。通过用GPS实测数据进行实验,对这种方法进行了验证并对实际的运行结果和性能做了分析,实验结果表明,在保证跟踪性能不降低的前提下,采用预存查表的方法能够有效消除载波产生耗时较多的问题,可以快速准确的实现了对GPS信号的跟踪。提出的这种预存查表的算法作为一种新的产生载波优化方法,在GPS软件接收机实时性方面有着较好的参考价值。     

基于FPGA的GPS中频信号跟踪相关器设计与实现

文章分析了GPS基带信号处理跟踪环路中相关器的工作原理及特点,提出一种基于现场可编程门阵列（FP-GA）的GPS相关器结构。采取模块化设计思想,设计了载波产生器、CA码产生器、码-载波乘法器和积分累加器,并对相关器进行仿真分析。仿真结果表明,该数字相关器能在一定噪声背景下解调出信号。该数字相关器可与微处理器配合,对数据进行并行处理,提高运行速度。     

IQ非正交引起的载波和伪码跟踪误差分析

分析了直接下变频导航接收机中，I、Q信号的非正交引起的载波及伪码的跟踪误差。用码环及载波环的鉴别函数的零点来确定最终的跟踪误差表达式，并结合具体的实验测试结果进行了工程近似，分析结果显示载波及伪码跟踪误差与I,Q的相位差、时延差近似成线性关系，故在进行系统结构设计时，可根据系统的精度要求确定是否选择直接下变频的接收机结构。     

嵌入式无人水下航行器的信号跟踪系统设计

传统水下航行器水下信号分布不规则,容易造成传统信号跟踪系统对航行器信号接收的强度较差。为此设计了嵌入式无人水下航行器的信号跟踪系统。通过建立航行器信号处理模块,对无线接收的水下信号,进行数字高频化处理和高强度串口输出;通过对载波信号频域值域的精密计算,实现载波伪随机码和载波的粗同步。利用Costas锁相环和锁频环建立载波相位频率跟踪模块,接收经过算法处理的高精度定位信号,实现信号捕获并进入跟踪状态。实验证明,设计的信号跟踪系统接收到的航行器跟踪定位信号强度比传统跟踪系统信号强度更高。     

数字化直接序列扩频接收机设计与实现

介绍了一种数字化DS/BPSK导航接收机设计方案与实现。该接收机采用了基于FPGA的硬件设计,结合数字信号处理算法完成信号的捕获、跟踪、位置解算。捕获采用大步进串行捕获方案,采用Tong算法判决策略,伪码跟踪采用全数字超前-滞后跟踪环(DDLL),载波跟踪采用全数字Costas环(DPLL)。最后对这种设计方案进行了试验。     

模块化多电平变换器的两种调制策略研究

调制策略是研究模块化多电平变换器(MMC)的基础,也是影响MMC输出特性的重要因素。本文研究分析了两种调制策略:载波移相调制和载波层叠调制的原理以及在MMC中的实现方法。通过在Matlab/Simulink平台上的仿真,验证了载波移相调制更利于MMC各子模块电容电压的均衡,并且能使MMC获得更好的谐波特性。     

电离层强闪烁对接收机可用性的影响分析

为深入分析电离层强闪烁对导航接收机可用性性能的影响,通过构建电离层强闪烁的统计模型,并将该模型通过软件接收机捕获、跟踪环路,经过量化数值仿真分析,得出强闪烁对导航接收机载波相位、载噪比以及码相位的影响,接收机载噪比出现的快速衰落将显著地影响接收机对可见信号的捕获跟踪性能。对比分析无闪烁和强闪烁条件下对接收机可用性能够得出,强闪烁条件破坏了可见星座的跟踪持续性,造成可见测距的失锁,严重影响了可用性能。     

三电平DCDC电源模块的环路设计实例

在三电平DCDC控制系统传递函数的基础上,给出了环路设计过程。应用Mathcad分析了在负载动态变化时系统的环路性能。根据理论分析结果对一款3 k W三电平DCDC电源进行了环路设计,实验结果验证了理论分析的正确性。     

罗兰C接收机抗载波干扰分析

在结合罗兰C信号特性以及接收机组成结构的基础上，通过数学模型分析了接收机抑制窄带载波干扰的能力。仿真计算表明，通过前端滤波、累加平均和相位解码，接收机在较低的信干比条件下也能有效地抑制载波干扰。     

基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法

为了实现高灵敏度的软件接收机,提出了一种基于UKF的GPS L1C/A码微弱信号跟踪算法。该算法使用UKF实现了微弱信号的L1C/A码和载波跟踪。通过构建模型,建立方程,并通过采用仿真噪声干扰下的微弱GPS C/A中频信号对该算法进行实验性能分析。仿真实验结果表明,UKF算法可以实现对载波相位跟踪、载波频率跟踪以及码相位跟踪性能的改善,并且大大简化了计算的复杂度,具有较高的跟踪灵敏度和精度,是一种适合软件接收机实现的算法。     

宽带噪声干扰对M码接收机的影响分析

在介绍M码信号的特点和接收原理的基础上,根据载波跟踪环的门限所确定的等效载噪比建立了宽带噪声干扰下的M码信号模型,从而分析得到干扰有效时的最小入射功率。通过建立干扰信号链路方程得出干扰源距离与干扰功率的关系,最后进行了仿真验证表明宽带噪声干扰对M码信号是一种有效的干扰方式。     

FPSO消防水环路系统应力分析

为提高消防水环路系统的安全性和可靠性,以某改装浮式生产储油卸油船（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）项目为例,对消防水环路系统的各种载荷进行介绍。基于CAESARⅡ软件对消防水环路系统进行应力分析,以校核系统的安全性。研究成果可为FPSO消防水环路系统的设计提供一定参考。     

基于UKF的GPS L1C/A码微弱信号跟踪算法

为了实现高灵敏度的软件接收机,提出了一种基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法.该算法使用UKF实现了微弱信号的L1 C/A码和载波跟踪.通过构建模型,建立方程,并通过采用仿真噪声干扰下的微弱GPS C/A 中频信号对该算法进行实验性能分析.仿真实验结果表明,UKF算法可以实现对载波相位跟踪、载波频率跟踪以及码相位跟踪性能的改善,并且大大简化了计算的复杂度,具有较高的跟踪灵敏度和精度,是一种适合软件接收机实现的算法.     

船舶无线通信信道动态子载波分配仿真研究

现有的船舶无线通信信道动态子载波分配方法存在信道容量较小的问题,为此,进行船舶无线通信信道动态子载波分配仿真研究。利用自下而上的建模方式构建船舶无线通信信道模型,根据无线通信链路组特性,采用SGA算法确定动态子载波分组情况,通过傅里叶转换选择动态子载波组,采用GA算法复用所有动态子载波组与链路组资源,根据复用信息优化动态子载波分配。实验结果表明,与现有方法相比,提出方法极大地提升了信道容量,具有实用性。     

猝发信号载波同步技术研究及实现

针对猝发式直扩系统中大频偏情况下信号载波的捕获和跟踪问题,提出了一种快速数字捕获和FFT辅助的Costas载波跟踪算法的载波同步实现方法.满足了有限长度导频序列内,在低信噪比和高动态条件下完成短时猝发信号捕获和载波跟踪的要求.     

6000DWT沥青船液货梯级加热系统设计

提出一种利用船舶主机余热的沥青船液货梯级加热系统,包括四个加热回路,即缸套冷却水余热提取环路、废气热油锅炉环路、燃油热油锅炉环路、沥青加热环路和相应的控制装置。该加热系统可以实现船舶主机缸套冷却水余热、废气余热的梯级利用。经过经济性计算,该系统可节省燃料60%以上,十二个航程便可收回增加的设备投资,节能效果明显。     

多电平变换装置主电路拓扑及控制策略研究

大容量变换装置是电力电子技术发展的重要内容。大容量变换的关键是多电平变换技术,主电路拓扑及控制策略是多电平变换装置的主要研究内容。文章分析了几种传统型和混合型多电平变换装置的主电路拓扑结构,并对级联多电平变换装置进行了载波相移脉宽调制(CPSPWM)策略和开关频率优化-载波相移脉宽调制(SFO-CPSPWM)策略仿真对比分析验证,该两种策略均能实现多电平级联变换装置的控制。     

船用堆温度不对称偏环路运行安全分析

本文以船用反应堆为研究对象,利用RELAP5/MOD3.2程序建立一维系统模型,对蒸汽发生器给水故障引起的反应堆温度不对称偏环路运行进行计算分析。计算结果表明:蒸汽发生器给水故障时,反应堆压力容器的左、右环路进口冷却剂温差会出现大于10℃的情况;当蒸汽发生器维持给水流量小于40%时,反应堆的温度不对称偏环路运行会导致异常环路的蒸汽发生器压力、温度存在较大波动,不利于系统的运行控制和稳定。