GPS软件接收机:C++/Matlab实现与优化

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"这篇硕士学位论文主要探讨了GPS软件接收机的实现,特别是在C++和Matlab环境中的应用。作者鲍雍荣在微电子学与固体电子学专业指导下,通过Zarlink的GP2015和GP4020硬件电路实时采集GPS信号,然后在PC上进行处理。论文主要关注C/A码的捕获和跟踪算法的优化,并利用Matlab进行快速傅立叶变换,提高了处理速度和程序可读性。通过分析卫星信号,选择四颗卫星来计算用户位置,提升定位精度。关键词包括软件接收机、C/A码、多普勒频移、循环相关和快速傅立叶变换。" 详细知识点: 1. GPS系统:全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是一种基于卫星的导航定位系统,被广泛应用于军事和民用领域。 2. GPS软件接收机:与传统的基于专用硬件(ASIC)的接收机相比,软件接收机使用通用处理器处理实时采集的GPS信号,具有更高的灵活性,可以方便地研究新算法和适应未来信号变化,同时节省硬件成本。 3. 信号处理流程:系统通过Zarlink的GP2015和GP4020信号接收电路进行信号采集和降频,将模拟中频信号转化为数字信号,然后进行捕获和跟踪,解析出导航信号,最终解码并校验,获取卫星星历数据,计算伪距和卫星位置,从而确定用户坐标。 4. C++优化:针对C/A码的捕获和跟踪算法进行了C++代码的优化,以提高软件性能。 5. Matlab集成:利用Matlab的快速傅立叶变换功能,与C++代码结合,提升了处理速度。 6. 数组和矩阵运算:通过使用类函数处理大量数组和矩阵运算,简化了程序结构,增强了程序的可读性。 7. 卫星选取策略:通过分析接收到的卫星信号,筛选出四颗卫星进行位置计算,以提高定位精度。 8. 技术关键点:捕获和跟踪算法、C/A码处理、多普勒频移的计算、循环相关方法以及快速傅立叶变换(FFT)在信号处理中的应用。 这些知识点构成了GPS软件接收机设计与实现的核心技术,体现了在软件定义无线电(Software-Defined Radio, SDR)领域的创新实践。