اكتساب سيگنال‌هاي GPS بر اساس روش‌هاي هوشمند در محيط‌هاي سيگنال ضعيف

كارشناسي ارشد

هر گيرنده‌ي سامانه موقعيت‌ياب جهاني (GPS) به سه بخش اكتساب، رديابي و حل معادلات ناوبري تقسيم مي‌شود. اكتساب به عنوان اولين و مهم‌ترين بخش در گيرنده‌هاي نرم‌افزاري شناخته شده است. اين بخش با مشكلاتي از قبيل افزايش سرعت دستيابي به سيگنال GPS مواجه است. زيرا در بعضي موارد، اثر داپلر باعث مي‌شود فركانس دريافتي توسط گيرنده با فركانس ارسالي توسط ماهواره متفاوت شود. در اين پايان‌نامه، سه روش جديد براي بهينه‌سازي فضاي جستجو داپلر و افزايش سرعت اكتساب سيگنال‌هاي GPS پيشنهاد داده‌ايم. در بدترين حالت ممكن، اثر داپلر باعث مي‌شود كه فركانس سيگنال دريافتي به ‌اندازه‌ي ∓10 KHz جابه‌جا شود. در روش پيشنهادي اول، باند فركانسي را با استفاده از فيلتر محدود مي‌كنيم. سپس با جابجايي فيلتر، فضاي ∓10 KHz را كاملاً پوشش مي‌دهيم. در هر جابجايي، ماهواره‌هاي در ديد گيرنده (LOS) شناسايي و از ليست ماهواره‌هاي باقي‌مانده جدا مي‌شوند. در اين روش سعي بر آن است كه بهترين فيلتر براي كاهش زمان اكتساب، انتخاب شود. در روش دوم، گام فركانسي ثابت را به گام‌هاي فركانسي چندگانه تغيير مي‌دهيم، به‌طوري‌كه در هر مرحله يك گام فركانسي تعريف و همانند روش قبل، ماهواره‌هاي در ديد گيرنده از ليست ماهواره‌هاي باقي‌مانده جدا مي‌شوند. روش پيشنهادي سوم از ادغام روش‌هاي اول و دوم ساخته شده است. به‌عبارت‌ديگر، ابتدا باند فركانسي با اعمال فيلتر به باندهاي كوچك‌تر تقسيم شده (همانند روش اول) و سپس در هر زير باند، گام‌هاي فركانسي چندگانه اعمال مي‌شوند (همانند روش دوم). براي ارزيابي همه روش‌هاي پيشنهادي، از دو مجموعه داده واقعي استفاده مي‌كنيم كه در محيط دانشگاه علم و صنعت ايران جمع‌آوري شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه روش‌هاي پيشنهادي اين تحقيق در مقايسه با روش متداول گام ثابت، عملكرد بهتري دارند. به ‌طوري ‌كه روش‌هاي پيشنهادي اول، دوم و سوم، از نظر زمان اجرا و پيچيدگي محاسباتي نسبت به روش گام ثابت به ترتيب، باعث بهبود شرايط به ميزان 26%-19%، 33%-19% و 36%-20% مي‌شوند. واژه‌هاي كليدي: سامانه موقعيت‌ياب جهاني GPS، اكتساب، رديابي، حل معادلات ناوبري، اثر داپلر.

195614

دانشگاه علم و صنعت ايران

سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

دكتر سيد محمدرضا موسوي ميركلائي