GPS信号跟踪算法研究(2)
5.2 BOC(1,1)信号ASPeCT捕获算法20
6 BPSK调制信号（GPS）跟踪算法23
6.1 二阶 PLL 基本原理23
6.2 伪码跟踪算法25
6.3 载波跟踪算法27
6.4 GPS 信号跟踪算法软件实现30
6.5 仿真结果分析33
7 BOC 调制信号跟踪算法35
7.1 传统码跟踪算法存在的缺陷35
7.2 BOC（1,1）信号 ASPeCT码跟踪算法36
结论38
致谢39
参考文献40 1 绪论
1.1 GPS 概述
GPS[1]
（Global Positioning System，全球定位系统）是满足现今各方面需求的新
一代精密卫星定位系统。通过适当接受设备，全球范围内的用户都能获得 GPS 系统提
供的精确、连续的三文位置和速度信息。
全球定位系统的很多特点，如全球性、全天候、高精度等，都是许多其他定位系
统如陆基定位导航系统、惯性导航系统等所不具备的。这些特点使得全球定位系统，
也称卫星定位导航系统在军事领域被广泛地应用。
1.1.1 GPS 系统的组成
GPS系统由三大部分组成[2]
，包括空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
空间星座部分的 24 颗卫星分布在 6 个轨道平面上，每个平面上 4 颗，用于发射各种
定位所需的信息。地面控制部分分布在全世界，形成一个地面控制/监视网。随时监测
卫星的健康状态，并向卫星上加载导航数据和其他数据。用户部分负责接收 GPS 数据，
对其进行处理，最终获得导航定位信息。
为了得到用户的位置，一般需要接收到 4 颗卫星的信息来解算。但如果接收机时
钟已经和卫星时钟同步，便只需要 3颗卫星的距离值。
1.1.2 GPS 的应用发展
GPS 提供两种服务：标准定位服务（SPS）和精密定位服务（PPS）。前者是民用
的，而后者是为美国核准的军方用户和选定的政府部门用户服务的。由于 GPS 定位系
统最初是为军方设计的，出于安全性考虑，限制了非特定用户的 GPS 定位精度。在
GPS 系统中，使用了不同的编码方式来区分不同的定位精度。标准定位服务（SPS）
通过已公开的粗/捕获码（C/A 码）来解调卫星发送的导航数据，其单点定位精度约为
20 30m[3]
。精密定位服务（PPS）通过加密码（W 码）和精密（P 码）解调卫星导航
数据来进行定位，此种方式单点定位精度可以达到 2 4m。但是非特许用户是无法获
得W 码和P 码的。
GPS 于 20 世纪 80 年代末引入中国，目前主要应用于大地测量（测绘、勘探）、
海上渔业和车辆定位监控等多重领域[3]
。在全球 GPS 应用领域中，车辆导航市场占据
了最大比重，目前约为总数的 40%。同样，高动态、高精度 GPS 接收机也涉及到军
工和航空航天等敏感领域，目前，我国现在拥有世界上最大潜力的卫星导航系统应用 市场。我国的卫星导航市场在近十年多年间不断发展壮大，逐步形成了批量化用户群
体，已进入高速发展的时期。完全可以相信，卫星导航定位这个新兴的产业将带来巨
大的经济、军事、科技效益，成为新的经济增长点。
1.1.3 国内外导航系统现状比较
北斗卫星导航系统[4]
是我国自己拥有的区域性卫星导航定位系统，不会受制于人、
安全性、保密性较强，会对我国国防和国民经济建设起到相当大的积极作用。今年下
半年我国将继续发射三颗北斗卫星导航系统卫星。随着北斗系统去年 12 月试运行，