● 摘要
卫星导航系统已经在军事和民用领域得到广泛应用。卫星导航接收机作为用户端设备按其动态特性分为低动态，中等动态和高动态接收机，其中高动态接收机可以应用于飞机、轮船、卫星等多种场合。为了研究高动态卫星导航信号接收算法及其具体实现，本文基于目前应用最为广泛的GPS系统开展了高动态接收机设计和研究。本文首先介绍了高动态GPS接收机总体设计，包括接收机硬件平台、参数和指标分析，FPGA模块划分和DSP软件程序流程。然后介绍了信号捕获的数学模型，分析了高动态信号捕获面临的一些问题及解决方法，详细讨论了基于FFT循环相关法的高动态信号捕获算法，给出了具体的FPGA实现。接着介绍了FPGA接收机通道（相关器）设计，高动态跟踪环路的设计和DSP实现，接收机比特同步与帧同步方法以及基于最小二乘法的定位解算方法。简要介绍了硬件接收机PC端软件设计。最后，利用GPS信号模拟器，基于该接收机硬件平台做了一系列的测试，证明了接收机功能正确性和高动态性能。本论文的研究成果为我国导航卫星信号研究人员提供了良好的算法验证平台，有助于高动态接收机的开发。