GNSS信号兼容捕获算法
gnss技术依据
GNSS（Global Navigation Satellite System）技术是一种基于卫星信号的定位和导航技术，它依赖于一系列的卫星和地面基础设施来提供精确的位置和时间信息。
GNSS技术的依据主要包括以下几个方面：1. 卫星信号：GNSS技术依赖于一系列的卫星发射的信号，这些信号包含有关卫星位置、速度、时间戳和轨道信息的数据。
2. 信号接收器：用户设备上的GNSS接收器捕获这些卫星信号，并测量信号从卫星到接收器的传播时间（延迟），以及信号的相位和频率变化。
3. 多边测量：为了确定位置，GNSS接收器至少需要接收到来自四颗不同卫星的信号。
通过测量多个卫星信号的时间延迟和角度，接收器可以计算出自身的位置、速度和时间。
4. 地面控制站：GNSS系统还包括一系列地面控制站，这些站点用于监控卫星的健康状况、位置和轨道，以及维护星历（卫星位置和速度的精确数据）。
5. 数据处理：GNSS接收器收集的数据需要通过复杂的算法进行处理，以计算用户的位置、速度和时间。
这通常涉及到校正信号延迟，考虑大气折射和其他误差源。
6. 精确度和可靠性：GNSS技术能够提供非常高的精确度，特别是在开放天空条件下，定位误差可以小于几厘米。
此外，GNSS 系统设计为具有高可靠性，以确保在全球任何地方都能提供连续的服务。
7. 全球覆盖：GNSS系统如GPS（全球定位系统）、GLONASS （全球导航卫星系统）、Galileo（伽利略导航卫星系统）和北斗（中国导航卫星系统）都提供了全球覆盖，这意味着用户可以在世界任何地方使用GNSS技术进行定位和导航。
8. 多用途：GNSS技术不仅用于个人导航和地图制作，还广泛应用于航空、海运、陆地运输、农业、建筑、地质勘探、环境监测和灾害响应等多个领域。
GNSS技术的发展和应用依赖于不断的技术创新和系统升级，以适应不断变化和扩展的用户需求。
GNSS专业名词释义
Navigation Lectures导航讲座DCW绝对定位（Absolute positioning）：用一台 GNSS信号接收机直接测定一个测站在给定全球大地坐标系（例如 WGS-84世界大地坐标系）内的点位三维坐标；后者是相对于坐标原点的绝对坐标，故称之为“绝对定位”。
近年来，人们常将它称为“单点定位”（single point positioning）。
精度（Accuracy）：它表示一个量的观测值与其真值接近或一致的程度，常以其相应值——误差（Error）予以表述。
对 GNSS卫星导航而言，精度直观地概括为用GNSS信号所测定的载体在航点位与载体实际点位之差；对于 GNSS卫星测地而言，精度是用 GNSS信号所测定的地面点位与其实地点位之差。
捕获（Acquisition）：它是 GNSS信号接收机能够接收和锁定 GNSS信号的能力，这是获取 GNSS观测值的关键一步。
历书（Almanac）：它是一组由卫星导航电文提供的描述所有在轨 GNSS卫星概略位置及其钟差的参数。
每颗 GNSS卫星向用户发送历书数据，用户利用它们不仅能选择工作正常和位置适当的卫星，以致它们能够构成较理想的空间几何图形，而且依据已知的码分地址能够较快地捕获到所选择的待测卫星。
模糊度（Ambiguity）：例如，当用 GPS第一载波测量时，其载频 fL1=1575.42 MHz，它的相应波长λ=19 cm，用该 19 cm电尺量测从 GPS信号接收机到 GPS卫星的二万余千米距离，其整尺段数（波数）约为1E+8。
如此巨大的波数是无法直接精确测定的，而需用一定的方法求解这个未知数，该未知数称为载波相位测量的模糊度，因为它是从接收机到卫星的载波相位测量的整周期数，在笔者所著的《GPS卫星导航定位原理与方法》和《全球导航卫星系统及其应用》两部著作中将它称为整周模糊度，它的解算是载波相位测量数据处理的一个特殊而又极重要的问题。
gnss解算坐标
gnss解算坐标
全球导航卫星系统（GNSS）是一种利用卫星信号进行定位和导航的技术。
通过接收至少四颗卫星的信号，可以确定接收设备的位置。
GNSS 解算坐标的过程通常涉及以下步骤：
1. 卫星信号接收：接收设备（如 GPS 接收器）接收来自卫星的信号。
这些信号包含了卫星的位置和时间信息。
2. 信号处理：接收设备对卫星信号进行处理，包括捕获、跟踪和解调。
这有助于提取有用的信息，如卫星的伪距和相位。
3. 位置计算：利用接收到的卫星信号，接收设备可以计算出与每个卫星的距离。
通过至少四颗卫星的距离信息，可以使用三角测量原理确定接收设备的位置。
4. 坐标转换：确定的位置通常以地球坐标系（如 WGS84）表示。
如果需要将其转换为其他坐标系（如UTM 或当地坐标系），则需要进行坐标转换。
5. 误差修正：由于各种因素（如卫星信号传播延迟、多径效应等），GNSS 测量存在误差。
为了提高定位精度，通常会使用各种误差修正模型和算法来减少这些误差。
需要注意的是，GNSS 解算坐标的精度受到多种因素的影响，包括卫星几何分布、信号遮挡、多径效应、大气影响等。
在实际应用中，可能需要使用辅助技术（如差分 GPS）来提高定位精度。
以上是 GNSS 解算坐标的一般过程。
具体的实现方式可能因使用的设备和算法而有所不同。
gnss的vdr算法
gnss的vdr算法 摘要： 1.GNSS 的 VDR 算法概述 2.VDR 算法的工作原理 3.VDR 算法的优势和应用 正文： 【1.GNSS 的 VDR 算法概述】 GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星信号进行定位的技术，广泛应用于交通、气象、电力等领域。在 GNSS 信号接收过程中，由于信号的多路径传播、大气层延迟等因素的影响，会导致接收到的信号存在误差。为了提高定位精度，研究人员提出了一种名为 VDR（Vehicle Dead Reckoning）的算法。 【2.VDR 算法的工作原理】 VDR 算法主要通过计算接收到的卫星信号的差分来消除误差。具体来说，VDR 算法首先对接收到的卫星信号进行跟踪，得到卫星信号的相位观测值。然后，根据相位观测值计算卫星信号的差分，从而消除多路径传播等因素引起的误差。最后，根据消除误差后的卫星信号计算接收器的位置信息。 VDR 算法分为两个主要部分：静态 VDR 算法和动态 VDR 算法。静态 VDR 算法主要应用于初始定位，通过预先计算卫星信号的差分，得到初始位置信息。动态 VDR 算法则应用于实时定位，通过实时计算卫星信号的差分，不断更新位置信息。 【3.VDR 算法的优势和应用】 VDR 算法具有以下优势： （1）高精度：通过消除多路径传播等因素引起的误差，VDR 算法可以实现较高的定位精度。 （2）实时性：动态 VDR 算法可以实时计算卫星信号的差分，实现实时定位。 （3）适用性广泛：VDR 算法不仅适用于卫星导航系统，还可以应用于无线通信、雷达等领域。 VDR 算法在许多领域都有广泛应用，例如： （1）交通运输：VDR 算法可以提高车辆、船舶等交通工具的定位精度，提高交通运输的安全性和效率。 （2）气象观测：VDR 算法可以应用于气象气球、气象卫星等气象观测平台，提高气象观测数据的精度。 （3）电力系统：VDR 算法可以应用于电力线路、变电站等电力设施的定位，提高电力系统的安全运行水平。
gnss数据处理基本步骤
gnss数据处理基本步骤gnss数据处理是利用全球导航卫星系统（GNSS）接收到的信号数据，推导出位置、速度和时间等信息的过程。
这一过程是实现高精度定位和导航的基础。
下面将介绍GNSS数据处理的基本步骤。
1. 数据采集和预处理在GNSS数据处理的第一步是采集卫星信号数据。
通常使用全球定位系统（GPS）、伽利略（Galileo）、格洛纳斯（GLONASS）或北斗（BeiDou）等卫星系统的接收器来收集数据。
接收器捕获到的原始信号数据需要进行预处理，包括去除噪声、滤波和校正等操作。
2. 信号解算在信号解算阶段，通过计算接收器接收到的卫星信号的到达时间差，可以确定接收器的位置。
这涉及到计算卫星和接收器之间的距离，以及卫星的位置和钟差等信息。
通过解算多个卫星的观测值，可以推导出接收器的三维定位信息。
3. 数据筛选和滤波GNSS数据通常会受到多种误差和干扰的影响，如大气延迟、多径效应和接收器钟差等。
在数据处理中，需要对这些误差进行筛选和滤波，以提高定位的精度和可靠性。
常用的方法包括卡尔曼滤波和最小二乘法等。
4. 数据修正和差分处理为了进一步提高定位的精度，可以通过进行数据修正和差分处理来减小误差。
数据修正可以通过使用GNSS观测值和周边的参考站数据进行差值计算得到。
差分处理则是利用多个接收器接收到的信号数据进行相对定位计算，以消除公共误差。
5. 姿态测量和导航在某些应用中，除了位置信息外，还需要测量对象的姿态信息。
通过使用多个GNSS接收器，可以进行基于相位的姿态解算，得到对象的姿态角度。
GNSS数据处理还可以用于导航和航向测量，以支持车辆、船舶和航空器等的导航应用。
GNSS数据处理的基本步骤包括数据采集和预处理、信号解算、数据筛选和滤波、数据修正和差分处理，以及姿态测量和导航等过程。
通过这些步骤，可以获得高精度和可靠的定位、导航和姿态信息。
GNSS 数据处理是利用全球导航卫星系统（GNSS）接收到的信号数据进行处理和分析，以实现定位、导航和姿态测量的过程。
GNSS定位原理与方法
GNSS定位原理与方法GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星信号提供位置和时间信息的导航技术。
它是现代导航系统中最常用的方式之一，广泛应用于航空、航海、汽车导航、地质勘探、农业和军事等领域。
GNSS定位原理和方法主要包括卫星系统、接收机和数据处理三个方面。
首先，卫星系统是GNSS定位的基础。
目前最常用的GNSS系统是美国的GPS（全球定位系统），其他系统包括GLONASS（俄罗斯）、Galileo （欧洲）和BeiDou（中国）。
这些卫星系统由一组卫星组成，它们分布在地球轨道上，向地球发送精确的时钟和导航数据。
接收机通过接收卫星发出的信号来计算自身的位置和时间信息。
其次，接收机是GNSS定位的关键部分。
接收机通过接收信号，包括卫星的导航数据和精确的时钟信号，并对其进行处理以确定接收机的位置和时间。
接收机使用三角测量的原理来确定位置，即通过测量多个卫星的信号传播时间和接收机的时钟偏差，从而计算接收机的位置。
同时，接收机还要进行信号处理和解调，以提取出卫星发出的导航数据。
最后，数据处理是将接收到的信号进行处理和分析的过程。
首先，接收机将接收到的卫星信号进行解调和解码，以提取出导航数据。
这些导航数据包括卫星的位置、速度和钟差等信息。
接着，接收机使用这些导航数据来计算自身的位置和时间。
为了提高精度，数据处理还需要进行误差校正、卫星轨道预测和信号干扰抑制等步骤。
除了以上基本原理，还有一些方法和技术可以提高GNSS定位的精度和可靠性。
其中一个常用的方法是差分定位。
差分定位是通过同时接收一个参考站和待测站的信号，并比较它们之间的差异来消除大部分误差，从而得到更精确的位置信息。
另一个常用的方法是组合定位。
组合定位是通过将GNSS与其他传感器（如惯性测量单元）结合来提高定位精度和可靠性。
总结起来，GNSS定位原理和方法主要包括卫星系统、接收机和数据处理三个方面。
卫星系统通过向地球发送精确的时钟和导航数据，为定位提供基础。
GNSS原理及测试方案
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自定义定位模式
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基于自定义星历文件，位置和时间的动态 自定义卫星位置 自定义卫星交换和卫星功率的调整 自定义导航信息 (需要配置 K65选件)
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GNSS 混合配置(最多支持24颗卫星模拟)
l 多种制式和多种模式混合使用
GNSS 原理及测试方案 | 9
实时显示
GPS (C/A-code, P-Code), Glonass, Galileo, Beidou
– Y 标准需要额外加密
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SMBV100A 支持C/A + P混合模式8颗卫星 支持所有模式(静态, 自动和自定义定位 ） 测试P(Y) 编码接收机
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P 编码公开，SMBV100A支持 D 编码严格保密 测试接收机通常设置工作在P编码无D编码加密状态
GNSS 原理及测试方案 | 14
SMBV100A信号源Galileo/ Glonass/Beidou信号 模拟
l1频率l2载频只发送p码信号smbv100a支持ca支持所有模式静态自动和自定义定位测试py编码接收机测试接收机通常设置工作在p编码无d编码加密状态gnss原理及测试方案15smbv100a信号源galileoglonassbeidou信号模拟支持频率e16颗galileo卫星smbvk66galileok67assistedgalileo支持频率l1l2民用编码6颗glonass卫星smbvk94glonassk95assistedglonass支持频率b16颗beidou卫星smbvk107beidougnss原理及测试方案16smbv100a信号源gbas信号模拟支持用户自定义waypoint文件产生gbas信号gnss原理及测试方案17模拟移动场景smbvk92支持waypoint格式逗号分离waypoints可导入nmea文件waypoint重复周期最小12小时加装smbvb55后重复周期最大4天gnss原理及测试方案18模拟多径场景smbvk92多径传播通常发生在信号通过不同路径到达接收机天线多径传播条件通常会使接收机位置精确度降低首次定位时间或者降低重新捕获时间gps16条多径galileo12多径混合模式12至16条多径每条多径的附加延迟功率和多普勒频移和载波相位都可以单独定义gnss原理及测试方案19阻挡模拟smbvk101适合静态位置模拟非移动接收机gnss原理及测试方案20天线方向图smbvk102gps接收机位于车内同样的测试适用于智能手机或平板电脑
一种高动态弱GNSS_信号跟踪解调算法研究与实现
第 21 卷 第 11 期2023 年 11 月太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyVol.21，No.11Nov.，2023一种高动态弱GNSS信号跟踪解调算法研究与实现吴军伟，梁涛涛，王川(中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621999)摘要：在某些高动态弱信号场景中，载波相位难以锁定。
为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪，考虑锁频环较锁相环更为鲁棒，提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法，实现对GNSS信号的跟踪和解调。
该算法采用二阶FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪，差分解调算法实现对比特数据的解调。
工程应用上，算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现，在FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理，在DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。
本文在Matlab平台中实现算法的仿真，通过模拟器平台和对天接收真实的GNSS信号对算法进行验证。
仿真结果与实验结果表明，该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调，克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题，最终实现GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。
关键词：高动态弱GNSS信号；二阶FLL；比特同步；差分解调；现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)中图分类号：TN961 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2021322Research and implementation of tracking demodulation algorithm for highdynamic and weak GNSS signalWU Junwei，LIANG Taotao，WANG Chuan(Institute of Electronic Engineering，China Academy of Engineering Physics，Mianyang Sichuan 621999，China)AbstractAbstract：：In some high dynamic weak signal scenarios, the carrier phase is difficult to lock. In order to track the high dynamic weak Global Navigation Satellite System(GNSS) signal, considering thatthe Frequency Locked Loop(FLL) is more robust than the Phase-Locked Loop(PLL), an algorithm basedon FLL+differential demodulation is proposed to track and demodulate the GNSS signal. The algorithmuses the second-order FLL to track the frequency of satellite signal, and the differential demodulationalgorithm is employed to demodulate bit data. In engineering application, the algorithm adopts thearchitecture of Field Programmable Gate Array+Digital Signal Processing(FPGA+DSP), realizes the pre-processing of signal tracking signal in FPGA, and realizes the tracking loop algorithm, bitsynchronization and differential modulation in DSP. The simulation of the algorithm is performed inMatlab platform, and the algorithm is verified by receiving the real GNSS signal from the simulatorplatform and the sky. The simulation and experimental results show that the algorithm can realize thestable tracking of satellite signal and data demodulation under the condition of high dynamic and weaksignal, and overcome the problem that the data cannot be demodulated due to the difficulty of PLLlocking, finally realize the Position Velocity and Time(PVT) solution of GNSS signal under this condition.KeywordsKeywords：：high dynamic and weak Global Navigation Satellite System(GNSS) signal；the second order Frequency Locked Loop(FLL)；bit synchronization;differential demodulation；Field ProgrammableGate Array+Digital Signal Processor(FPGA+DSP)在某些特殊的弱信号、高动态环境下[1]，天线相位衰减起伏较大，锁相环无法实现对GNSS信号的相位跟踪，无法实现数据的解调和观测量的提取，导致PVT解算结果错误甚至解算中断。