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全球定位系统(Global Positioning System,GPS),即GPS系统,是由美国发明的用来实现连续的实时三维导航的定位系统。GPS接收机通过接收和处理卫星信号,并经过软件解算,最终得出用户的相对位置、速度以及时间信息。
通常GPS接收机接收到的都是直接传输来的强信号,但是当接收机处于障碍物的遮蔽之下时接收到的信号就是弱信号,若GPS接收机在处理弱信号时由于外部条件的改变而突然接收到强信号,那么强信号就会对弱信号的处理产生影响,导致接收机进行了错误的处理,最终得到错误的定位信息。为了使GPS在弱信号条件下也能正常工作,本文在传统的GPS数字基带接收机的基础上设计实现了弱信号GPS接收机。
论文首先从介绍了GPS系统中的信号结构和信号的内容,并讲述了GPS定位的原理及其实现方法,其次分析了在弱信号条件下产生误差的原因和消除方法,即消除弱信号自相关中强信号的互相关的影响。然后描述了传统的GPS数字基带接收机的电路结构,并在已有电路的基础上添加了本文所提出的弱信号消除电路,通过软件和硬件的协同操作,实现了弱信号GPS接收机的结构设计。最后给出了弱信号GPS接收机功能的验证方法以及仿真结果。对系统进行了测试,证明了所提出电路结构的正确性,完全实现了性能要求,使得GPS接收机在弱信号条件下也能正常工作。