论文编号:TX417 论文字数:23439,页数:71
第一章 概论
1.1 GPS的发展史 五十年代未,原苏联发射了人类的第一颗人造地球卫星,美国科学家在对其的跟踪研究中,发现了多普勒频移现象,并利用该原理促成了多普勒卫星导航定位系统TRANsIT的建成,在军事和民用方面取得了极大的成功,是导航定位史上的一次飞跃,我国也曾引进了多台多普勒接收机,应用于海岛联测、地球勘探等领域。但由于多普勒卫星轨道高度低、信号载波频率低,轨道精度难以提高,使得定位精度较低,以满足大地测量或工程测量的要求,更不可能用于天文地球动力学研究。为了提高卫星定位的精度,美国从1973 年开始筹建全球定位系统GPS (Global Positioning System)。在经过了方案论证、系统试验阶段后,于1989年开始发射正式工作卫星,并于1994年全部建成,投入使用。GPS系统的空间部分由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成,均匀分布在6个轨道面上,地面高度为20000余公里,轨道倾角为55度,扁心率约为0,周期约为12小时,卫星向地面发射两个波段的载波信号,载波信号频率分别为1575.442兆 赫兹(L1波段)和1227.6兆赫兹(L2波段),卫星上安装了精度很高的原子钟,以确保频率的稳定性,在载波上调 制有表示卫星位置 的广播星历,用于测距的C/A码和P码,以及其它系统信息,能在全球范围内,向任意多用 户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。
目录第一章 概论 11.1 GPS的发展史 11.2 GPS组成 21.3 GPS的特点 41.4 GPS 政策及系统发展趋势 41.5 课题介绍 5第二章 GPS导航定位原理 12.1地心地球固连(ECEF)坐标系 12.2 GPS信号结构 12.2.1概述 12.2.2 GPS传输信号分类 22.2.3 最长线性移位寄存器-m序列 32.2.4 C/A码的产生 32.3 GPS卫星的导航电文 62.4 GPS定位原理 62.5 多普勒频移 82.6 GPS信号的自相关性 8第三章 MATLAB 仿真工具Simulink 103.1 Simulink 简介 103.2 创建仿真模型 103.2.1 Simulink的安装 10图3.1 simulink的安装 103.2.2 运行Simulink 113.2.3 Simulink简单模型的建立 11► 简单模型的建立 11(1)建立模型窗口 11(2)将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口 11(3)对模块进行连接,从而构成需要的系统模型 11► 模型的特点 11(1)在SIMULINK里提供了许多如Scope的接收器模块,这使得用SIMULNK进行仿真具有像做实验一般的图形化显示效果。 11(2)SIMULINK的模型具有层次性,通过底层子系统可以构建上层母系统。 11(3)SIMULINK提供了对子系统进行封装的功能,用户可以自定义子系统的图标和设置参数对话框。 113.2.4 模块库 113.2.5 连线 123.2.6 信号标签 123.2.7 创建子系统 123.2.8 保存及结束仿真 133.3 使用菜单命令进行仿真 133.3.1 Simulation 133.3.2 用命令行进行仿真 143.3.3 仿真结果分析 143.4 S-function的编写 153.4.1 M文件S函数的编程环境 15图3.2 M文件编程环境 163.4.2 S-函数的基本概念 163.4.3 M文件S-函数 17第四章 GPS L1信号仿真 14.1 仿真的第一部分-扩频 14.2 仿真的第二部分-调制 34.2.1 调制简介 34.2.2 调制的仿真实现 44.2.3 BPSK子模块 64.2.4 10KHz的多普勒频移子模块 7图4.6 多普勒频移子模块 84.3 仿真的第三部分-自相关仿真 94.3.1 第一部分 94.3.2 第二部分 10第五章 仿真结果及分析 105.1 L1信号的数据流 115.2载波的波形图 115.3 转换后的数据流 125.4 L1信号的BPSK数据流 135.5 L1信号的波形图 135.6 (+10KHz)的多普勒频移 145.7 L1信号的频谱 145.8 C/A码信号的自相关性 15结束语 1参考文献 2致 谢 3附录Ⅰ:英文文献 4Introduction to Serial Communication 4Asynchronous and Synchronous Communication 4Duplex Communication 5Flow Control Methods 5Asynchronous Serial Communication Protocol 6The RS-422 Serial Interface 8附录Ⅱ:译文 11串行通信的介绍 11附录Ⅲ:程序 16