【数字信号】基于matlab模拟GPS信号频谱

该文介绍了GPS的L1、L2和L5三个信号频段及其用途,重点在于L1的定位和L5的高精度特性。同时,文章提供了生成GPS卫星C/A码的Matlab代码示例,用于理解和模拟GPS信号处理。

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⛄ 内容介绍

全球定位系统(GPS)使用的信号频谱包括L1、L2和L5三个频段。L1频段的中心频率为1575.42 MHz,L2频段的中心频率为1227.60 MHz,L5频段的中心频率为1176.45 MHz。

其中,L1频段是GPS主要信号频段,它是一种带有码伪造的载波信号,可用于计算位置、速度和时间等信息;L2频段是GPS的辅助信号频段,可用于计算大气延迟误差等信息;L5频段是GPS的高精度信号频段,其波长更短,受多径误差以及干扰影响较小,可提供更加准确的定位数据。

此外,GPS还包括P码和C/A码信号,其中P码信号使用在L1和L2频段,提供高精度的定位数据;C/A码信号是低精度信号,主要用于民用卫星导航。

⛄ 部分代码

function CAcode = generateCAcode(PRN)

% generateCAcode.m generates one of the 32 GPS satellite C/A codes.

%

% CAcode = generateCAcode(PRN)

%

%   Inputs:

%       PRN         - PRN number of the sequence.

%

%   Outputs:

%       CAcode      - a vector containing the desired C/A code sequence 

%                   (chips).  

%--------------------------------------------------------------------------

%                           SoftGNSS v3.0

% Copyright (C) Darius Plausinaitis

% Written by Darius Plausinaitis

% Based on Dennis M. Akos, Peter Rinder and Nicolaj Bertelsen

%--------------------------------------------------------------------------

%This program is free software; you can redistribute it and/or

%modify it under the terms of the GNU General Public License

%as published by the Free Software Foundation; either version 2

%of the License, or (at your option) any later version.

%

%This program is distributed in the hope that it will be useful,

%but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of

%MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the

%GNU General Public License for more details.

%

%You should have received a copy of the GNU General Public License

%along with this program; if not, write to the Free Software

%Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301,

%USA.

%--------------------------------------------------------------------------

%CVS record:

%$Id: generateCAcode.m,v 1.1.2.5 2006/08/14 11:38:22 dpl Exp $

%--- Make the code shift array. The shift depends on the PRN number -------

% The g2s vector holds the appropriate shift of the g2 code to generate

% the C/A code (ex. for SV#19 - use a G2 shift of g2s(19) = 471)

g2s = [  5,   6,   7,   8,  17,  18, 139, 140, 141, 251, ...

       252, 254, 255, 256, 257, 258, 469, 470, 471, 472, ...

       473, 474, 509, 512, 513, 514, 515, 516, 859, 860, ...

       861, 862 ... end of shifts for GPS satellites 

       ... Shifts for the ground GPS transmitter are not included

       ... Shifts for EGNOS and WAAS satellites (true_PRN = PRN + 87)

                 145, 175,  52,  21, 237, 235, 886, 657, ...

       634, 762, 355, 1012, 176, 603, 130, 359, 595, 68, ...

       386];

%--- Pick right shift for the given PRN number ----------------------------

g2shift = g2s(PRN);

%--- Generate G1 code -----------------------------------------------------

%--- Initialize g1 output to speed up the function ---

g1 = zeros(1, 1023);

%--- Load shift register ---

reg = -1*ones(1, 10);

%--- Generate all G1 signal chips based on the G1 feedback polynomial -----

for i=1:1023

    g1(i)       = reg(10);

    saveBit     = reg(3)*reg(10);

    reg(2:10)   = reg(1:9);

    reg(1)      = saveBit;

end

%--- Generate G2 code -----------------------------------------------------

%--- Initialize g2 output to speed up the function ---

g2 = zeros(1, 1023);

%--- Load shift register ---

reg = -1*ones(1, 10);

%--- Generate all G2 signal chips based on the G2 feedback polynomial -----

for i=1:1023

    g2(i)       = reg(10);

    saveBit     = reg(2)*reg(3)*reg(6)*reg(8)*reg(9)*reg(10);

    reg(2:10)   = reg(1:9);

    reg(1)      = saveBit;

end

%--- Shift G2 code --------------------------------------------------------

%The idea: g2 = concatenate[ g2_right_part, g2_left_part ];

g2 = [g2(1023-g2shift+1 : 1023), g2(1 : 1023-g2shift)];

%--- Form single sample C/A code by multiplying G1 and G2 -----------------

CAcode = -(g1 .* g2);

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1]周柱,石峰,张尔扬,等.一种GPS接收机级联抗干扰方法[J].信号处理, 2010, 26(9):7.DOI:10.3969/j.issn.1003-0530.2010.09.010.

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1.版本:matlab2014/2019a/2021a,内含运行结果,不会运行可私信 2.领域:智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真,更多内容可点击博主头像 3.内容:标题所示,对于介绍可点击主页搜索博客 4.适合人群:本科,硕士等教研学习使用 5.博客介绍:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可si信### 1 智能优化算法及应用 **1.1 改进智能优化算法方面(单目标和多目标)** **1.2 生产调度方面** 1.2.1 装配线调度研究 1.2.2 车间调度研究 1.2.3 生产线平衡研究 1.2.4 水库梯度调度研究 **1.3 路径规划方面** 1.3.1 旅行商问题研究(TSP、TSPTW) 1.3.2 各类车辆路径规划问题研究(vrp、VRPTW、CVRP) 1.3.3 机器人路径规划问题研究 1.3.4 无人机三维路径规划问题研究 1.3.5 多式联运问题研究 1.3.6 无人机结合车辆路径配送 **1.4 三维装箱求解** **1.5 物流选址研究** 1.5.1 背包问题 1.5.2 物流选址 1.5.4 货位优化 ##### 1.6 电力系统优化研究 1.6.1 微电网优化 1.6.2 配电网系统优化 1.6.3 配电网重构 1.6.4 有序充电 1.6.5 储能双层优化调度 1.6.6 储能优化配置 ### 2 神经网络回归预测、时序预测、分类清单 **2.1 bp预测和分类** **2.2 lssvm预测和分类** **2.3 svm预测和分类** **2.4 cnn预测和分类** ##### 2.5 ELM预测和分类 ##### 2.6 KELM预测和分类 **2.7 ELMAN预测和分类** ##### 2.8 LSTM预测和分类 **2.9 RBF预测和分类** ##### 2.10 DBN预测和分类 ##### 2.11 FNN预测 ##### 2.12 DELM预测和分类 ##### 2.13 BIlstm预测和分类 ##### 2.14 宽度学习预测和分类 ##### 2.15 模糊小波神经网络预测和分类 ##### 2.16 GRU预测和分类 ### 3 图像处理算法 **3.1 图像识别** 3.1.1 车牌、交通标志识别(新能源、国内外、复杂环境下车牌) 3.1.2 发票、身份证、银行卡识别 3.1.3 人脸类别和表情识别 3.1.4 打靶识别 3.1.5 字符识别(字母、数字、手写体、汉字、验证码) 3.1.6 病灶识别 3.1.7 花朵、药材、水果蔬菜识别 3.1.8 指纹、手势、虹膜识别 3.1.9 路面状态和裂缝识别 3.1.10 行为识别 3.1.11 万用表和表盘识别 3.1.12 人民币识别 3.1.13 答题卡识别 **3.2 图像分割** **3.3 图像检测** 3.3.1 显著性检测 3.3.2 缺陷检测 3.3.3 疲劳检测 3.3.4 病害检测 3.3.5 火灾检测 3.3.6 行人检测 3.3.7 水果分级 **3.4 图像隐藏** **3.5 图像去噪** **3.6 图像融合** **3.7 图像配准** **3.8 图像增强** **3.9 图像压缩** ##### 3.10 图像重建 ### 4 信号处理算法 **4.1 信号识别** **4.2 信号检测** **4.3 信号嵌入和提取** **4.4 信号去噪** ##### 4.5 故障诊断 ##### 4.6 脑电信号 ##### 4.7 心电信号 ##### 4.8 肌电信号 ### 5 元胞自动机仿真 **5.1 模拟交通流** **5.2 模拟人群疏散** **5.3 模拟病毒扩散** **5.4 模拟晶体生长** ### 6 无线传感器网络 ##### 6.1 无线传感器定位 ##### 6.2 无线传感器覆盖优化 ##### 6.3 室内定位 ##### 6.4 无线传感器通信及优化 ##### 6.5 无人机通信中继优化 #####
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