● 摘要
GPS(全球定位系统)具有全球覆盖、全天候、三维定位等特性，是目前应用得最广泛的卫星导航系统。INS(惯性导航系统)具有精度高、自主性强、抗干扰等特点，与GPS的优缺点形成互补，因此研究GPS和INS的组合对于提高导航精度有重大的研究意义。本文先简要的介绍了GPS和INS导航系统的特性和发展现状，从多方面论证了本课题研究的意义，然后描述了GPS系统的组成、GPS卫星信号的组成以及GPS接收机工作原理。之后对接收机码捕获环和码跟踪环以及载波跟踪环(costas环)的结构进行了分析，并利用基于MATLAB的simulink对码捕获环、码跟踪环和costas环进行了仿真，对仿真方法和结果进行了详细的介绍。在仿真的基础上，本文重点研究了利用INS信息对GPS跟踪环路进行辅助的方法。首先介绍了GPS/INS组合导航的不同层次的结构，提出了利用INS位置信息粗略估算码偏移以辅助GPS接收机快速捕获卫星码的方法，并对其进行了仿真分析，仿真结果表明这种辅助方法可以提高码捕获的速度。然后本文研究了利用INS信息从外部估计多普勒频移和时钟误差频移，以辅助GPS接收机载波跟踪环路，解决载波环路带宽和噪声抑制性能之间的矛盾的方法，分析结果表明这种辅助方法可以提高接收机跟踪环性能。在本文的最后，总结了一系列基于软件算法测试的GPS接收机性能指标参数，对各个指标的内涵和评测方法进行了详细的介绍，并以表格的方法明晰的表达出来。