論文編號:TX417  論文字數(shù):23439,頁數(shù):71

第一章 概論

1.1 GPS的發(fā)展史
 五十年代未，原蘇聯(lián)發(fā)射了人類的第一顆人造地球衛(wèi)星，美國科學(xué)家在對其的跟蹤研究中，發(fā)現(xiàn)了多普勒頻移現(xiàn)象，并利用該原理促成了多普勒衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)TRANsIT的建成，在軍事和民用方面取得了極大的成功，是導(dǎo)航定位史上的一次飛躍，我國也曾引進了多臺多普勒接收機，應(yīng)用于海島聯(lián)測、地球勘探等領(lǐng)域。但由于多普勒衛(wèi)星軌道高度低、信號載波頻率低，軌道精度難以提高，使得定位精度較低，以滿足大地測量或工程測量的要求，更不可能用于天文地球動力學(xué)研究。為了提高衛(wèi)星定位的精度，美國從1973 年開始籌建全球定位系統(tǒng)GPS （Global Positioning System)。在經(jīng)過了方案論證、系統(tǒng)試驗階段后，于1989年開始發(fā)射正式工作衛(wèi)星，并于1994年全部建成，投入使用。GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，均勻分布在6個軌道面上，地面高度為20000余公里，軌道傾角為55度，扁心率約為0，周期約為12小時，衛(wèi)星向地面發(fā)射兩個波段的載波信號，載波信號頻率分別為1575.442兆 赫茲（L1波段）和1227.6兆赫茲（L2波段），衛(wèi)星上安裝了精度很高的原子鐘，以確保頻率的穩(wěn)定性，在載波上調(diào) 制有表示衛(wèi)星位置 的廣播星歷，用于測距的C/A碼和P碼，以及其它系統(tǒng)信息，能在全球范圍內(nèi)，向任意多用 戶提供高精度的、全天候的、連續(xù)的、實時的三維測速、三維定位和授時。

目錄
第一章 概論 1
1.1 GPS的發(fā)展史 1
1.2 GPS組成 2
1.3 GPS的特點 4
1.4 GPS 政策及系統(tǒng)發(fā)展趨勢 4
1.5 課題介紹 5
第二章 GPS導(dǎo)航定位原理 1
2.1地心地球固連(ECEF)坐標(biāo)系 1
2.2 GPS信號結(jié)構(gòu) 1
2.2.1概述 1
2.2.2 GPS傳輸信號分類 2
2.2.3 最長線性移位寄存器-m序列 3
2.2.4 C/A碼的產(chǎn)生 3
2.3 GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 6
2.4 GPS定位原理 6
2.5 多普勒頻移 8
2.6 GPS信號的自相關(guān)性 8
第三章 MATLAB 仿真工具Simulink 10
3.1  Simulink 簡介 10
3.2  創(chuàng)建仿真模型 10
3.2.1 Simulink的安裝 10
圖3.1 simulink的安裝 10
3.2.2 運行Simulink 11
3.2.3 Simulink簡單模型的建立 11
► 簡單模型的建立 11
（1）建立模型窗口 11
（2）將功能模塊由模塊庫窗口復(fù)制到模型窗口 11
（3）對模塊進行連接，從而構(gòu)成需要的系統(tǒng)模型 11
► 模型的特點 11
（1）在SIMULINK里提供了許多如Scope的接收器模塊，這使得用SIMULNK進行仿真具有像做實驗一般的圖形化顯示效果。 11
（2）SIMULINK的模型具有層次性，通過底層子系統(tǒng)可以構(gòu)建上層母系統(tǒng)。 11
（3）SIMULINK提供了對子系統(tǒng)進行封裝的功能，用戶可以自定義子系統(tǒng)的圖標(biāo)和設(shè)置參數(shù)對話框。 11
3.2.4 模塊庫 11
3.2.5 連線 12
3.2.6 信號標(biāo)簽 12
3.2.7 創(chuàng)建子系統(tǒng) 12
3.2.8 保存及結(jié)束仿真 13
3.3 使用菜單命令進行仿真 13
3.3.1 Simulation 13
3.3.2 用命令行進行仿真 14
3.3.3  仿真結(jié)果分析 14
3.4  S-function的編寫 15
3.4.1 M文件S函數(shù)的編程環(huán)境 15
圖3.2  M文件編程環(huán)境 16
3.4.2 S-函數(shù)的基本概念 16
3.4.3 M文件S-函數(shù) 17
第四章 GPS L1信號仿真 1
4.1 仿真的第一部分-擴頻 1
4.2 仿真的第二部分-調(diào)制 3
4.2.1 調(diào)制簡介 3
4.2.2 調(diào)制的仿真實現(xiàn) 4
4.2.3 BPSK子模塊 6
4.2.4 10KHz的多普勒頻移子模塊 7
圖4.6 多普勒頻移子模塊 8
4.3 仿真的第三部分-自相關(guān)仿真 9
4.3.1 第一部分 9
4.3.2 第二部分 10
第五章 仿真結(jié)果及分析 10
5.1 L1信號的數(shù)據(jù)流 11
5.2載波的波形圖 11
5.3 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)流 12
5.4 L1信號的BPSK數(shù)據(jù)流 13
5.5 L1信號的波形圖 13
5.6 (+10KHz)的多普勒頻移 14
5.7 L1信號的頻譜 14
5.8 C/A碼信號的自相關(guān)性 15
結(jié)束語 1
參考文獻 2
致 謝 3
附錄Ⅰ：英文文獻 4
Introduction to Serial Communication 4
Asynchronous and Synchronous Communication 4
Duplex Communication 5
Flow Control Methods 5
Asynchronous Serial Communication Protocol 6
The RS-422 Serial Interface 8
附錄Ⅱ：譯文 11
串行通信的介紹 11
附錄Ⅲ：程序 16