改進Costas環的GPS載波跟蹤環路*

宋艷敏，蘇 中，季 林，時佳斌

（高動態導航技術北京市重點實驗室，北京 100101）

改進Costas環的GPS載波跟蹤環路*

宋艷敏，蘇 中，季 林，時佳斌

（高動態導航技術北京市重點實驗室，北京 100101）

針對高動態環境下載波信號會產生較大多普勒頻移而導致跟蹤環路失鎖的問題，對其基帶信號進行雙向限幅以改進Costas環的鑒相特性。同時，采用叉積型鑒頻器，通過頻率牽引使捕獲后的頻差達到跟蹤模塊的工作范圍，并根據對鎖相環和鎖頻環的特性分析及其各自的優缺點，選擇鎖頻環輔助鎖相環的復合結構。仿真試驗結果表明，在高動態環境下（運動速度1 200 m/s）該跟蹤環可以快速跟蹤衛星信號，即時誤差趨近于0，且當加速度達到40 g以上時，經過該復合環跟蹤后的多普勒頻移比傳統鎖相環減小了50%以上。

GPS接收機，載波跟蹤，高動態，改進Costas環

引言

在GPS接收機中，跟蹤的主要目的是在使捕獲后的頻率和碼相位參數的估計值精確化，然后從跟蹤到的衛星信號中解調出導航數據。跟蹤一直是基帶信號處理的重點和難點，它分為兩部分，即載波跟蹤和碼跟蹤。一般來說，輸入信號先與本地載波相乘，剝離輸入信號的載波，再與本地碼相乘，輸出的就是導航信息。

高動態環境一般是指載體相對地球表面的速度在900 m/s以上，加速度在10 g以上。目前，各個應用環境對于高動態環境下的信號跟蹤需求迫切，這是因為高動態環境會使接收機的載波信號發生較大的多普勒頻移，而導致接收機的跟蹤環路失鎖，以致無法正確跟蹤、解調出信號。……