● 摘要
GNSS是利用全球所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天候无线电导航系统。传统的卫星导航接收机采用码分多址（CDMA）扩频通信体制，其跟踪环路通常采用闭环控制机制。由于扩频通信的控制环路反馈速率要远低于信号输入速率，反馈控制环路很难及时适应输入信号的快速变化。因此，近些年来随着对信号特性的分析越来越深入，使开环控制机制替代闭环机制成为可能。本文从开环跟踪的方案设计及性能评估角度出发，具体研究了下述内容。
首先本文介绍了卫星导航开环跟踪技术的背景和意义，然后介绍了卫星导航开环跟踪技术的国内外研究现状。
其次本文介绍了纯开环跟踪，即精确捕获的性能和精度评价方法，建立了搜索步长、相干积分时间和非相干积分次数等参数对捕获误差影响的理论表达式，并推导得出了不同信噪比下精确捕获的误差，为开环跟踪的性能分析与对比奠定了基础。
再次本文介绍了基于最小二乘的GNSS开环跟踪方法。首先介绍了最小二乘估计方法的原理，建立了基于最小二乘曲线拟合算法的码相位、多普勒频率估计模型，对算法的理论性能进行仿真。然后建立了中频信号处理平台，通过模拟卫星数据和实际采集数据对传统捕获和最小二乘开环跟踪算法的精度进行测试。
最后一部分介绍了基于Kalman滤波的GNSS开环跟踪方法。建立了单通道Kalman滤波模型，对码相位、多普勒进行联合滤波以提高估计精度。接下来利用模拟卫星数据进行测试，给出了动态性和灵敏度性能的分析和测试结果。最后，在软件接收机上进行实现验证，完成开环跟踪模块整体设计。
本文采用上述方法对GNSS开环跟踪进行了研究与分析，并完成了初步实现与验证，对未来GNSS开环跟踪技术的实现与应用具有一定的参考价值。