GNSS接收机中一种新的基于相位角的多普勒频偏去除方法

摘要

卫星相对于接收机的高速运动会使信号产生较大的多普勒频偏，在GNSS接收机中，多普勒频率搜索是耗费时间最多的一个步骤，因此缩短这一步骤所用的时间对于提高GNSS接收机的性能十分重要。本文根据GNSS信号的相位角的统计特性，利用接收信号残余的相位角信息，提出了一种低复杂度的多普勒频偏估计算法，通过对接收到的中频信号做延时共轭相乘的结果进行处理，算法能够得到频率跟踪精度小于1Hz，同时计算复杂度仅为0(N)的性能，N为算法所处理的信号采样序列的长度。根据这种频率搜索算法的估计结果，GNSS接收机的跟踪环可以对信号进行快速的跟踪，在使用同样长度的数据序列的情况下，进入跟踪的时间可以比传统接收机缩短一半。本文在以上算法基础上还完成了定点优化与误差分析，分析结果表明，由定点化引起的系统量化及数值计算噪声在系统中仅引入约0.16dB的性能恶化，定点量化结果可以有效支撑工程实现和实验验证系统。