FFT捕获算法优化：频域多普勒搜索提升全球定位精度

本文主要探讨了FFT捕获算法在GPS导航中的应用，特别是在C/A码频域多普勒搜索方面的创新。传统上，GPS接收机在捕获卫星信号时，通常采用时域多普勒搜索算法进行频率锁定。然而，这种算法在处理高速移动或高动态环境下的信号时，可能会面临效率低下的问题，因为搜索过程可能需要较长的时间才能找到精确的频率匹配。 作者张博和杨春在此基础上提出了频域多普勒搜索FFT捕获算法。与传统的时域搜索相比，频域搜索利用快速傅里叶变换（FFT）技术将信号从时域转换到频域，大大加快了搜索速度。FFT能够同时分析信号在多个频率上的特性，从而显著提高了捕获速度，尤其是在存在圆移频率分量的情况下，这种优势更为明显。 在频域搜索中，如果输入的多普勒频率恰好位于两个连续的FFT输出频率组件之间，会导致预检测积分中的幅度急剧下降，这被称为"圆移效应"。为解决这一问题，文中提出了一种频率恢复策略，即通过采用不同的下变频技术，有效地减小了因圆移引起的幅度损失，确保了捕获精度和稳定性。 作者们通过MATLAB进行了仿真验证，结果证实了频域多普勒搜索FFT捕获算法不仅具有更高的捕获速度，而且在频率补偿方面表现出有效性。这对于高动态接收机设计以及提高GPS导航系统的实时性能至关重要。整个研究工作被归类在T/N967.1类别下，并获得了文献标识符doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2010.01.008。 本文为GPS接收机设计提供了一个重要的改进方案，通过优化的频域多普勒搜索和FFT技术，提升了接收机对高速移动目标信号的捕获能力，对于现代导航系统和移动通信领域具有实际应用价值。