致 谢 30

参考文献 31

1 绪论

1。1论文的背景及意义

导航指的是通过引导飞行器或船舶沿一定航线从一点运动到另一点的方法。无线电技术的发展开辟了现代导航技术发展的方向，人们利用电磁波的传播特性，摆脱能见度和天气等环境因素的影响，实现全天候的定位和导航[1]。随着空间技术的发展，1957年10月4号，前

苏联成功发射了世界上第一颗名为Sputnik的人造地球卫星，由此揭开了人类利用卫星来开发导航、定位系统的序幕[2]。

卫星在近地轨道上发射高频电磁波（考虑多普勒效应），而地面的接收机和监控部分相配合可以解算出卫星的运行轨道和导航电文。其原理可以简述为：以已知地面位置测未知卫星，再以已知卫星测未知位置。

全球定位系统（英语：GlobalPositioningSystem，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统。通过相当数目卫星的空间布局，以电磁波为通信手段，它可以为地面和空中绝大部分目标提供定位导航服务。从最早的子午卫星系统（Transit）如今成熟应用的GPS，GPS的开发过程可以分为三个阶段。尤其在海湾战争中GPS展示了其卓越的性能和非凡的价值，此后成为各国所研究和发展的重点。GPS作为一种具有划时代意义的高创新、高经济的新型卫星导航系统，有着误差稳定、精度高、全天候实时定位的优点，但其卫星信号容易受到干扰，且动态性能差，如载体高动态运动会使接收机信号失锁。文献综述

本文在GPS卫星导航系统的基础上，通过对接收机信号的快速捕获算法研究，为实现低成本、高精度、快速性的卫星导航提供了一种可行性方案。

1。2国内外发展现状

1。3本文内容及组织结构

本文是在DSP/FPGA的硬件开发平台基础上对接收机的快速捕获算法进行研究，通过一定硬件平台的搭建并在CCS软件中对算法进行仿真调试。本文的章节组织结构如下：

第一章主要介绍了论文的研究背景和意义，简述了GPS在国内外的研究现状和本文内容和组织结构。

第二章先对GPS的各个组成部分和工作原理进行详解，再对接收机的硬件组成和工作原理进行介绍。最后分别介绍了定位导航的原理和GPS的信号结构。

第三章是本文重点，主要介绍了捕获的原理和改进的捕获算法。较为详细地对本文使用的线性捕获算法进行了分析，在结合捕获电路情况下对二维搜索的过程及算法流程图进行详解。

第四章介绍了本文的捕获算法开发平台。先对DSP/FPGA的各个功能模块进行了简单介绍。再介绍了本文要用到的开发软件CCS，以及在算法调试过程中CCS的操作步骤和注意事项，在CCS中编写的C语言捕获算法的代码。

第五章介绍了最后的硬件仿真实验和调试结果，其中包括硬件平台的搭建过程和最终调试的结果分析。

2 GPS系统及基本原理

2。1GPS的组成概况

本科毕业设计说明书 第3页

GPS系统由如下图所示的三个独立部分组成：空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分[2]。该系统工作原理可简单描述为：空间星座部分向地面监控部分发射无线载波信号。

地面监控部分对接收到的卫星信号分析，确定卫星的动态运行轨道，并将这些卫星的运行轨道信息发送给卫星，让卫星再转播这些信号。用户设备部分接受卫星发射的电磁波，解析其运行轨道信息，计算用户设备的位置坐标。