GPS接收机基带信号处理算法的研究与实现
GPS接收机基带信号处理模块的FPGA实现
第 27 卷第 4 期
θ为一个采样间隔 △ t 之间的 其中 , △ 相位增量 , 采样周期 △ t = 1 / FCL K , 故式 ( 3 ) 可改写成 : θFCL K / 2 π ( 4) f = △ θ 可知 , 若能控制 △ , 就可控制不同的频 θ 率输出 。 △ 受频率控制字 FCW 的控制 , π FCW 2 θ= 即 △ 。 所以 , 改变 FCW 就可得 L 2 到不同的频率输出 f0 , 经过代换处理 , 就得到调谐方程 :
上升沿开始输出所选定的卫星的对应 Gold码 ,为了便于观察 ,我们只给出了相应码的前一小部分 。
图 7 CA 码仿真波形 图 8 的仿真结果是码发生器在码滑动模块作用下进行相位滑动的仿真 ,这里的滑动量为 5,由于其单 位是半码片 ,所以其代表的意思是滑动 2. 5 个码片 。滑动作用时间只是在积分同步信号“DUM P ” 产生之 后才能开始 , 从图 8 中的“FastCLK _out” 信号波形可以看到 , 它被停止了 5 个周期 , 停止的时间是在
f0 = FCW
2
L
FCL K
( 5)
图 5 CA 码发生器核心模块逻辑图
当 FCW = 1 时 , 有
f0 = FCL K / 2
L
( 6)
为 DD S的频率分辨率 。 从资源和精度角度考虑 , 该系统载波 NCO 采用了 27 位相位累加器 ,输入时钟 频率为 5. 7142857MH z,故其频率分辨率为
概 述
20 世纪 90 年代以来 ,卫星定位技术的应用已经遍及陆地 、 海洋 、 航空和航天等各类军事和民用领域 ,
并已初步形成一个跨学科 ,跨行业的综合性 、 国际性高新技术产业 。在现有的几个卫星导航系统中 , GPS 系统是目前最为完善和用户数量最多的系统 ,对它的研究具有重要的实用价值 。然而 ,只局限于接收机应 用方面的研究是远远不够的 ,国外厂商对于核心技术的垄断与我国目前日益扩大的定位导航市场也是极 不相称的 。所以 , 我们必须自主开发多项核心技术 , 其中包括基带信号处理芯片 。电子设计自动化 ( EDA )技术和可编程逻辑器件 ( PLD )技术的快速发展使得这一设想成为可能 。
基于卫星导航接收机基带信号处理技术研究
类似 ，在对卷积定 理进 行应用的过程中，频域 相乘对应时域卷积 ，因此在对积分进行计算 的 过程 中，首先应 当对 ＤＦＴ变换在 Ｓ。（ｔ）、Ｓ。（ｔ）
要 在对卫星帧数据进行接收 以后才能够确定 。 在 实际应用过程 中，ＧＬｏＮＡＳＳ系统仍 然存在 一 定 的缺 陷，如 较差 的卫 星覆 盖能 力等 ，在 二十四小时中，能够产 生较大变化的可见星数 量 ，具有 效统计 显示，该系统运行过程中 ，最 多一天中能够对九颗卫星进行捕获 ，而最少 只 能够对一颗卫星进行捕获，严重者甚至无法对 一 颗 卫星进 行捕 获。
对其进 行接 收，ｉｌｌｇ对卫星 导航信 号进 行跟踪， 可 以在 Ｍａｔｌａｂ仿真的基础上得 以体现 。
国 科 技 研 究 的 进 步 起 到 促 进 作 用 。
信 号传输 的时间 ｔ可 以被测 量，卫星导航 的具
ＦＦＴ算法在循环相关算法 中的应用 ，能够
体 实现 需要应用 光速 ｃ来乘 以ｔ。卫星导航 实 际运行 过程 总，测量出来 的用户位置通 常以三 维 的形 式表 现，通常情况 下，对其进 行表示的 过程 中需要利用 （ｘｕ，ｙｕ，ｚｕ），在对 一维和 二维位置进 行确定过程中应用 的方式 ，对三 维 方式 同样适用 。
例如 ，针对 ～号 卫星 在 ＧＰＳ中 的体 现 ，如 果
１卫星 导航基本原理
领域的投入 。在卫星导航系统 当中，基带信 号 对其数据跳变 以及 载波多普勒产生的影响进行
处理处于其 中间环节位置 ，能够对卫星 导进行 确定 的过 程 忽略 ，那么将噪 声在伪 码中进行输入 ，则可 以 能起到决定作用 ，在这种情况 下，本文从接 收
GPS软件接收机中信号捕获、跟踪算法的研究与实现中期报告
GPS软件接收机中信号捕获、跟踪算法的研究与实现中期报告一、研究背景随着GPS技术的不断发展，GPS接收机在各个领域得到广泛应用。
在GPS应用中，信号捕获、跟踪算法是GPS接收机的重要组成部分，它决定了接收机的性能和精度。
因此，对GPS信号捕获、跟踪算法的研究和实现具有重要意义。
二、研究现状目前，GPS信号捕获、跟踪算法主要分为两类：基于时域的算法和基于频域的算法。
其中，时域算法有单点搜索法、Hilbert-Huang 变换法等，频域算法则有二次互相关法、离散小波变换法等。
三、研究内容本研究将主要研究和实现以下内容：1.分析GPS信号的数学模型和特点，理解GPS信号的结构和原理；2.分析GPS信号的捕获、跟踪过程，研究GPS信号处理的基本方法；3.研究和实现不同的信号捕获、跟踪算法，包括多点搜索法、Costas 环路跟踪法、相位锁定环路跟踪法等；4.对比不同算法的性能和精度，分析各自的优点和适用范围；5.在基于FPGA的GPS软件接收机中实现上述算法，并进行性能测试和验证。
四、研究计划本研究计划分为以下阶段：1.阅读有关GPS信号处理和算法的文献，理解GPS信号处理的基本原理（已完成）；2.选定不同的信号捕获、跟踪算法，进行分析和比较（正在进行）；3.在Matlab环境下实现各种算法，并进行性能测试；4.基于FPGA实现GPS软件接收机，并将各种算法移植到硬件平台上；5.对比硬件实现和软件实现的性能和精度，进行实验验证并撰写论文。
五、初步结论本研究通过对GPS信号捕获、跟踪算法的研究和实现，可以提高GPS软件接收机的性能和精度，对应用于军事、航空、航海、交通等领域具有重要意义。
同时，该研究还可以为其他卫星导航系统的信号处理提供借鉴和参考依据。
GPS导航定位原理以及定位解算算法
G P S导航定位原理以及定位解算算法TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。
它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。
GPS用户部分的核心是GPS接收机。
其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。
其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。
导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。
本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。
本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。
1 地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。
因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。
地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。
地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ 构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。
推荐-GPS接收机导航电文解调算法实现正文 精品
GPS接收机导航电文解调算法实现摘要GPS即为全球定位系统，具有全球覆盖、全天候工作等特点。
目前，GPS接收机在陆用、航空和海事等领域的应用越来越广泛，为用户定位和导航发挥着巨大的作用。
随GPS 的升级和新的卫星导航系统的发展，相比较传统GPS接收机，GPS软件接收机具有的成本低、灵活性高等优点越来越突出。
本课题主要完成了GPS接收机基带信号处理及导航解算各主要算法的研究与实现。
重点放在对基带信号处理的算法研究及在实际硬件环境、实时卫星信号条件下导航解算的软件实现。
从而比较完整地实现了GPS接收机的整个工作流程。
本课题的创新之处在于对实时卫星信号进行一系列导航解算处理。
在本文的主体部分阐述了对GPS卫星信号搜索、捕获、跟踪及后续导航解算的主要算法及其性能比较。
着重对导航解算各主要部分的算法及其软件实现进行详细介绍。
本文最后对课题所涉及的系统进行分析，介绍了各主要功能模块，给出了导航解算较完整的工作流程，在实际信号条件下对系统的功能进行了测试分析并给出了结论。
关键词：GPS；同步；伪距；导航解算；软件实现GPS Receiver Navigation Data Decoding AlgorithmAbstractGPS is global positioning system，and which has the characteristics of global coverage and All-weather work. Currently，GPS receiver is more widely used in the land，air and maritime field and has played a great role in the positioning and navigation for users. With the upgrade of GPS and the development of new satellite navigation system，pared to traditional GPS receiver, GPS software receiver With the features of low cost and high flexibility is more prominent.This paper researches and realizes the major algorithms of GPS receiver base band signal processing and navigation solution. It emphasizes researching algorithms of base band signal processing and realizing navigation solution under condition of specific hardware and real-time satellite signals. Therefore, it presents a whole working-flow following the signal flow in a GPS receiver. The innovation of this paper is realizing navigation solution in condition of real-time satellite signals.The major part of this paper was concentrated on expatiation and parison of the major algorithms of GPS signal searching, acquisition, racking and navigation solution in GPS receiver. The navigation solution algorithms are also discussed in detail in term of software approach.Finally, this paper analyzes the whole system, introduces main function-units, illustrates the general flow chart of navigation solution. Furthermore, it analyzes the performance of the system and draws an conclusion.Key words: GPS; synchronization; pseudoranges; navigation solution; software implementation目录1. 绪论1.1 课题研究背景近年来，随着卫星导航定位技术的快速发展，日益显示出其巨大的优越性和其在经济、军事领域的重要作用。
GPS软件基带信号处理与定位实现
GPS软件基带信号处理与定位实现背景GPS（Global Positioning System）是由美国国防部研制并运行的卫星导航系统，在全球范围内为用户提供定位、导航和定时服务。
它利用多颗卫星和地面接收机进行数据传输和信号处理，定位精度高、覆盖范围广，被广泛应用于军事、民用和商业领域。
GPS信号由两个部分组成：导航消息和载波信号。
其中，载波信号又分为L1和L2两种频率，分别为1575.42MHz和1227.60MHz。
在信号传输过程中，会受到多普勒效应、多径效应、大气延迟等干扰，这些干扰会导致信号的延迟和失真，从而影响定位精度。
为了减少信号干扰和扭曲，需要进行GPS信号的基带信号处理。
基带信号处理包括信号去频偏、码跟踪、距离测量等步骤，最终实现GPS定位。
本文将介绍GPS软件中基带信号处理的方法和定位实现过程。
GPS基带信号处理信号去频偏GPS信号传输中会受到多普勒效应的影响，即卫星和地面接收机之间相对运动导致信号频率发生变化。
为了解决这种干扰，需要对信号进行去频偏处理。
去频偏的方法主要有两种：第一种是采用Costas环路去频偏方法。
这种方法是利用航空电子学中的相位比较技术，对信号的相位进行比较从而消除频偏影响。
第二种方法是采用数字信号处理技术进行Tricky-Tec去频偏，能够更好地适应频率变化。
码跟踪GPS信号中有伪随机码（PRN）和导航信息码。
PRN码是一组码元序列，作为卫星的标识符，用于区分不同卫星的信号。
导航信息码则包含了各项GPS参数以及导航消息，用于帮助接收机完成定位。
在信号传输过程中，接收机需要对PRN码跟踪并以确定的时间间隔采样，通过距离计算算法计算出信号的到达时间差，从而实现定位。
而PRN码受到热噪声和多径干扰影响，会引起码偏移和丢失，因此需要进行码跟踪来解决这些问题。
常用的码跟踪算法有Early-Late算法、Delay-Lock Loop算法和Costas环路算法。
这些算法能够对PRN码进行跟踪和纠偏，提高接收机接收信号的质量。
GPS软件接收机关键技术研究及实现
２ 基 带 数 字 信 号 处 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基 带 数 字 信 号 处 理 由信 号捕 获 和 跟 踪 两 部 分 构 成 ， 号 信
的捕 获 是 接 收 机 实 现 定 位 、 速 等 功 能 的 第 一 步 。 来 确 定 测 用 接 收 到 的信 号 中包 含 哪 些 颗 卫 星 的 信 号 ．／ ＣＡ码 的 起 始 点 和
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｋｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ｅ ｅｖ ｒｉ ｔ ｄｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ Ｆ ｒｔ ，ｃ ｄ － ａ ａｌｌａ ｑ ｉ ｔ ｎ ｙ ｔ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔ ｆｓ ｆ ｅ ｏ ｗａ ｅ ｒ ｃ ｉｅ ｓｓｕ ｉｄ ｉ ｓ ａ ｅ ． ｉ ｌ ｈ ｓ ｙ ｏ ｅｐ ｒ ｌ ｃ ｕ ｓ ｉ ｅ ｉｏ ａ ｇ ｒ ｈ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｆｒｉ ｍｅ ｉｒ ｔ ｄ ａ ｄ ａ ｆｓ ｉ ｎ ｌ ｃ ｕ ｓ ｉｎ ｓ ｈ ｍｅｉ ｅ ｉｎ ｄ Ｓ ｃ ｎ ｌ 。ａ ｇ ｒ ｈ ｂ ｏ ｋ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｌ ｏｉ ｍ ａ ｅ ｎ Ｆ ａ ｌ ａ ｅ ｎ ｔ ｇ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｃ ｅ ｓｄ ｓｇ ｅ ． ｅ ｏ ｄ ｙ ｌｏ ｉ ｍ ｌ ｃ ｉ ｇａ ｏ ｔ ｓ ｏ ａ ｓ ａ ｔ ｔ
１ Ｓ Ｒ构 成 模 块
Ｓ Ｒ处 理 下 变 频 之 后 的 中 频 数 字 信 号 。 信 号 进 行 捕 获 、 对 跟 踪 及数 据 解 调 等 操作 以实 现 Ｇ Ｓ接 收 机 的 定 位 、授 时 、 Ｐ 测 速 等 功 能 。如 图 １ 示 ， 件 接 收 机 处 理 的 主 要是 下半 部 分 。 所 软
索 步 长 计 算 相 关 值 ， 用 二 次 曲线 拟 合 的方 法 计 算 精 细 载 频 。 采
基于ARM核的GPS接收机的设计与实现
微 处 理器
片作为接收机的数 字基 带处理器。该方案
具 有 低 功 耗 、 性 能 、 寸 小 、 本 低 的 特 高 尺 成
点。
ＧＰ Ｓ接 收机 的基 本组成
Ｇ Ｓ 接 收 机 的 主 要 任 务 是 跟 踪 可 见 Ｐ
前置 下 变 ＡＤ ／ 数 字 信 号
处理 器 信 号跟 踪环 路 定位 导航
沿 其 工作 流 程 的 先 后 顺 序 ， 常 分 为 射 频 通 （ Ｆ前端处理 、 带数字信号处理 （ Ｓ Ｒ ） 基 Ｄ Ｐ）
Ｉ
振荡
ｆ
射频 前端 处 理 ｌ 基 带数 字 信号 处 理 Ｉ 定位
和定位导航运算三大功能模块 。其基本组
成 如 图 １所 示 。
－
●
－
＿
＿
●
图 ２ Ａ Ｒ０ ００的 内部 结 构 与 电路 应 用 表 达 式 Ｔ ６０
机 的定位性 能， 它对接收机所起 的作 用与
屯子世界
・０ ０１ ２ １． ２
３１～
・
工 程 师笔记 ・
贡 献绝 对 不 容 忽 视 。
对 Ｇ Ｓ接 收机天线的主要技 术要求 Ｐ
ＳＩ ＧＨ Ｓ Ｇｉ ｌ Ｉ ｌ
ＧＰ Ｓ接 收 机 赖 以定 位 的 信 息 基 本 上 全 部
来 自于 天线接 收到 的 ＧＰ Ｓ卫 星信号 ， 所
以 接 收 天 线 的 性 能 直 接 影 响 着 整 个 接 收
… … 。 ‘ … … ’ 一 ‘ － 。 ‘ … － 。 … ● － － － 。 …
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…
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－。Leabharlann …・工程 师 笔记 ・
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GPS接收机基带信号处理算法的研究及实现摘要：全球定位系统（Global Positioning System—GPS）作为全球最重要的定位系统经过二十多年的发展已经日臻成熟和完善。
因其所具备的高可靠性、高精度、低成本的、具有便携可移动能力的特点，逐渐被越来越多的用户所采用。
目前在航空航天、交通、通信、气象等许多领域它作为一项重要的技术而被广泛的使用。
随着人们应用领域的不断广泛和深入，人们希望在许多恶劣环境下GPS接收机也能提供良好的定位导航服务，这就对GPS技术带来了新的挑战，因为在许多恶劣环境下比如信号遮蔽、多径干扰、卫星信号间的互相关串扰等，传统接收机的性能将严重下降，甚至不能工作。
为了克服这些应用上的限制，就必须在设计GPS接收机技术上有所创新，而GPS接收机的核心是基带信号处理算法。
本文的研究容是GPS 接收机的基带数字处理算法及相应的芯片实现方案。
根据GPS信号结构特点，从基带解扩解调的角度建立相应的数学模型，针对GPS信号处理的两大关键技术捕获和跟踪，推导出每一部分性能与相应参数的关系，尤其分析了在噪声环境下的各个部分的性能特性，同时还介绍了GPS基带芯片的电路结构和实现方案。
本文首先介绍GPS基本原理和信号结构，给出了GPS接收机基带的信号处理流程，并详细介绍了GPS基带需要完成的任务和功能。
接着重点介绍GPS信号捕获算法，详细分析了传统的穿行搜索算法和改进的FFT快补算法的各自性能。
根据估计检测理论分析误警概率和检测概率，提出了最优的搜索检测器。
然后又详细分析了GPS跟踪环路的性能，介绍了锁相环理论的一些基本理论，并根据实际的应用重点分析了三阶环路的性能，同时给出了伪距测量误差和环路跟踪误差的关系。
最后给出了详细的测试结果。
三段式，背景（10％）、工作（50％）、结果（40％）关键字：GPS，基带算法，GPS捕获，GPS跟踪ABSTRACTThe global positioning system(GPS) has tended to be more and more important after about twenty years’ development. Because of its good accuracy, reliable quality, low cost and portability, it is gradually used in more and more fields such as transportation, aviation, communication, rescue, weather forecast, et la. It has become a pivotal technology. However the GPS receiver also has great challenge when it is used in severe circumstance such as weak signal, multi-path interference and the interference between different satellite signals. Under these situations the performance of GPS receiver maybe greatly deteriorated. One of the critical parts of GPS receiver is the base-band signal processing algorithm. To overcome the constrains mentioned above, the base-band algorithm must be fully studied. This thesis focuses on the algorithm of GPS receiver base-band signal processing and its chip realization. First it introduces the GPS signal structure and its characteristics and describes the main signal process flow; then it elaborates the principle of GPS signal acquiring and tracking, including the traditional serial acquiring method and the new fast acquiring using FFT, the analysis of detection probability and the false alarm probability, the performance of 3 order phase lock loop, et. La. It especially describes the effect of noise on the performance of receiver. At last the test report is given.Key Words:GPS, base-band signal processing algorithm, GPS acquiring, GPS tracking第一章绪论1.1 选题背景及意义全球定位系统（Global Positioning System—GPS）作为全球最重要的定位系统经过二十多年的发展已经日臻成熟和完善。
因其所具备的高可靠性、高精度、低成本的、具有便携可移动能力的特点，逐渐被越来越多的用户所采用。
目前在航空航天、交通、通信、气象等许多领域它作为一项重要的技术而被广泛的用于定位、导航、定时、地球和大气的物理参数勘测等等。
GPS系统主要包括三大部分：GPS卫星系统、GPS地面控制站系统和GPS接收机。
GPS 卫星系统由21颗工作卫星和3颗轨道备用卫星组成。
每颗工作卫星都不断的广播定位数据信息，GPS用户正是利用这些信号进行定位。
24颗卫星均匀的分布在6个轨道平面，接收机在定位时至少需要接收到4颗卫星的信号。
GPS地面监控系统包括1个主站、3个注入站和5个监测站。
各个监控站的作用是提供每颗卫星所播发的星历，监测和控制卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿预定轨道运行。
地面监控系统另一个重要作用是保持各颗卫星处于同一GPS时间标准。
GPS用户接收机的作用是能够捕获到在用户上空的卫星信号并跟踪这些卫星信号，解调出卫星广播数据并测算出各个卫星到用户的伪距，最后结算出用户的经纬度坐标和高度坐标，同时也能提供用户的速度和时间。
随着人们应用领域的不断广泛和深入，人们希望在许多恶劣环境下GPS接收机也能提供良好的定位导航服务，这就对GPS技术带来了新的挑战。
因为在许多恶劣环境下传统接收机的性能将严重下降，甚至不能工作。
典型的无线电干扰包括信号遮蔽，多径干扰，外部的单频干扰和卫星信号间的互相关串扰。
就拿GPS接收机在城市和室的应用举例，在这样的环境下接收机将会受到四个方面的限制：（1）跟踪一个受到多径影响的信号将会使定位精度下降；（2）在室GPS信号将大大的衰减从而导致接收机无法接收到信号或频繁发生失锁；（3）GPS接收机上的晶振的频率不稳定性使得接收机无法接受到非常弱的信号；（4）来自强信号的通道的互相关干扰将会使得弱信号通道无常的捕获和跟踪（Watson 2005, Kaplan 1996, Norman & Cahn 2005）。
参考文献为了克服这些应用上的限制，就必须在设计GPS接收机技术上有所创新，而GPS接收机的核心是基带信号处理算法。
所以针对在弱信号恶劣环境下GPS基带信号处理算法的研究具有十分重要的应用价值。
1.2 国外研究现状及本文的研究容目前全球大约有50家接收机生产制造厂家，大约有上百种接收机型号进入商用市场。
GPS接收机技术的长足进步，尤其在高端的科学和工程上的应用，使其功能越来越强大，接收卫星的通道数越来越多，捕获的信号灵敏度越来越高，定位的精度也越来越准确。
在精密定位领域代表公司是NovAtel公司。
其产品单点定位精度1.5m，双频差分RTK精度1cm，最大动态515m/s。
在手持及车载导航领域的代表公司是SiRF和uBlox公司。
其车载GPS模组芯片可以达到接近-160dbm的灵敏度，10m定位精度，小于5s的热启动时间。
我国导航所、电子集团54所、航空航天大学、国防科技大学、中科院以及多家从事卫星导航设备开发的公司，都在GPS接收机的研制方面投入了较大的人力物力，并相继尝试开发GPS接收机，且编写了大量宝贵材料，有的院所甚至研制了有自己独立知识产权的接收机芯片。
但由于美国在GPS方面对我取严格的限制政策，因此目前GPS在我国的科研应用主要有如下明显缺陷：（1）主要采用进口OEM板作为GPS接收机核，并非自主研制；（2）主要是进行产品的二次开发，比如地理信息系统和导航设备的地图开发；（3）虽然有些单位已开发出独立的GPS芯片，但性能上比较差，还无法与国外GPS 接收机芯片相比拟；（4）主要研究集中在中低动态应用领域，在航空航天等高动态领域的GPS接收机涉及不多。
从以上可以得知国的GPS接收机的研究和国外相比还有很大的差距，最重要的差距集中在基带算法的研究和GPS芯片的设计实现上，这正式本文的研究重点。
1.3 本文的主要研究容本文的研究容是GPS接收机的基带数字处理算法及相应的芯片实现方案。
根据GPS信号结构特点，从基带解扩解调的角度建立相应的数学模型，推导出每一部分信号处理的性能与相应参数的关系，从而根据所设计的接收机的整体指标确定每一步信号处理流程的实现方法和相应参数，最后提出相应的一整套软硬件解决方案。
本文主要按以下顺序展开叙述。
首先第二章介绍GPS基本原理和信号结构，给出了GPS 接收机基带的信号处理流程。
详细介绍了GPS基带需要完成的任务和功能，根据信号处理流程将其划分为若干部分。
第三章重点介绍GPS信号捕获算法。
详细分析了传统的穿行搜索算法和改进的FFT快补算法的各自性能。
根据估计检测理论分析误警概率和检测概率，提出了最优的搜索检测器。
第四章主要分析GPS跟踪环路的性能。
首先介绍了锁相环理论的一些基本理论，然后根据实际的应用重点分析了三阶环路的性能。
同时给出了伪距测量误差和环路跟踪误差的关系。
最后一章则是对以后工作的展望。
本文的算法研究主要是在Matlab平台上进行仿真实验来完成，同时根据提出的解决方案在一块以Xilinx公司的FPGA硬件开发板平台上完成了接收机的设计，并进行了实际性能的测试。