GPS接收机载波跟踪环路设计

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5. 2   PLL 鉴别器特性

  

采用预检测积分时间T= 1 ms,输入相位误差范围为±180°,对表1 的三种相位鉴别器进行仿真,结果见图4。通过图4 可看出,只有二象限反正切( atan) 鉴别器在±90°的范围内保持线性,且斜率与信号幅度无关。


图4  PLL 鉴相特性

5. 3   载波跟踪环仿真及分析

  

根据5. 1 和5. 2 节的仿真结果,FLL 选择二象限反正切鉴别器,PLL 也选择二象限反正切鉴别器。将鉴别器结果送入图2 所示的环路滤波器,滤波结果送给数控振荡器,形成图1 所示的闭环模式。接收机捕获时采用时域和频域二维搜索算法,根据FLL 鉴别器的频率鉴别范围,设定频率搜索步长为500 Hz。接收机速度为500 m/ s,加速度为10g 时的仿真结果如图5 所示。由图5 可以看出,载波跟踪环路可以快速、准确地跟踪频率的变化,在3~ 4 s 即可达到锁定状态。


图5  跟踪到的频率变化曲线

 

6   结  语

 

采用了二阶锁频环辅助三阶锁相环的载波跟踪环路。通过仿真可以看出,选用的鉴别器鉴别范围大,精度高,且对数据跳变不敏感。由鉴别器、环路滤波器和数控振荡器形成闭环回路,在高动态环境下,环路锁定时间短,载波测量精度高,具有一定的实用价值。


 

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