GPS L2C多普勒條件下精確模型及捕獲算法

GPS L2C多普勒條件下精確模型及捕獲算法

王雷,唐小妹,王飛雪

(國防科學技術大學電子科學與工程學院衛星導航定位技術工程研發中心,長沙 410073)

摘要：L2C信號是全球定位系統(GPS)從Block IIR-M開始應用的民用時分信號,其數據導頻雙通道保證了信號捕獲較容易實現并且信號跟蹤更加穩定。本文對其單通道捕獲載波及偽碼多普勒精確模型進行了詳細的理論推導。L2C信號功率比L1 C/A低1.5 dB,需要更長累積時間,偽碼多普勒會造成較大功率損失,比較了兩種捕獲算法,并對其中一種提出了修正,修正的算法解決了該算法在碼周期較長的情況下出現部分相關值不正確的問題,并通過仿真證明該方法的有效性。

關鍵詞：GPS;L2C;偽碼多普勒;捕獲算法

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.05.003

中圖分類號：P228.4

文獻標志碼：A

文章編號：1008-9268(2015)05-0013-06

收稿日期：2015-07-22

作者簡介

Abstract:L2C is the civil Time-division signal of GPS which is first applied on Block IIR-M. Its data/pilot structure guarantees not-so-complicated acquisition process and advanced tracking stability at the same time. Accurate carrier and code Doppler model of single channel acquisition is analyzed in detail. The transmission power of L2C is 1.5dB lower than L1 C/A, which leads to longer integration time and code Doppler would cause larger error. Two corresponding acquisition algorithms are analyzed and modification for one algorithm is provided in this essay. The modified algorithm corrects the improper correlation values on the border of code phases under long code period, and the validity of the modified algorithm is proved by simulation.

0引言

L2民用信號(L2C)[1]由民用中長碼(CM)和民用長碼(CL)時分復用構成,兩種碼的碼速率均為511.5 Kbps,CM碼長為10 230碼片,CL碼長767 250碼片。復用后碼速率為1.023 MHz,CM碼周期為20 ms,CL碼周期為1.5 s.其中CM 碼上調制了25 bps 的導航電文,導航電文經過了1/2速率的卷積編碼,形成50 sps的數據, CL 碼沒有調制導航電文[3]。

文獻[2]對CM碼捕獲的本地碼設計進行了詳細的分析,利用其中性能較優的歸零碼作為本地碼對單通道的載波及偽碼多普勒精確模型進行了研究,其中歸零碼即將本地碼中對應于CL碼的時間段利用0代替。在上述分析基礎上分析了兩種捕獲算法并對第二種算法提出了修正，通過仿真驗證修正算法的有效性。

1時分信號相關性能精確模型