基于模糊控制的高靈敏GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)

ELSE規(guī)則的存在不僅確保了至少有一個(gè)規(guī)則能得到滿足，從而使得在任何輸入數(shù)據(jù)條件下都能成功地執(zhí)行推理機(jī)制，而且減少了計(jì)算量。ELSE規(guī)則的引入相當(dāng)于強(qiáng)制性地對(duì)積分時(shí)間進(jìn)行修正，類似于一般變步長自適應(yīng)算法中引入附加常數(shù)和初始步長序列的自適應(yīng)狀態(tài)作用，它同樣受收斂速度和失調(diào)之間存在著相互矛盾的約束。為了獲得一個(gè)更小的失調(diào)和更快的收斂速度，必須選擇合理的ELSE規(guī)則。如希望收斂速度快，可以將小(S)語義項(xiàng)賦給ELSE規(guī)則。反之，將大(L)語義項(xiàng)賦給ELSE規(guī)則以獲得小的失調(diào)。算法的精度受到收斂速度和失調(diào)這兩個(gè)相互矛盾的影響，這個(gè)問題通常在實(shí)踐中按照實(shí)際需要協(xié)調(diào)收斂速度與失調(diào)指標(biāo)來達(dá)到相關(guān)指標(biāo)。當(dāng)接收機(jī)信號(hào)通道從捕獲階段進(jìn)入跟蹤階段后，先讓環(huán)路采用牽引濾波，讓其運(yùn)行相對(duì)較短的積分時(shí)間，使跟蹤誤差迅速減小。然后環(huán)路再轉(zhuǎn)而采用噪聲帶寬較窄的跟蹤濾波。在不同的接收環(huán)境中通過采用此模糊控制算法，自適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)路參數(shù)，達(dá)到頻率誤差容忍度與環(huán)路噪聲的最佳匹配，從而實(shí)現(xiàn)接收機(jī)系統(tǒng)靈敏度的提高。

3 性能仿真與分析
3．1 數(shù)學(xué)模型
針對(duì)非相干積分值V含有均值不為零的噪聲情況，將信號(hào)的信噪比SNRSQ定義為：
SNRSQ=[E(V)-E(Vn)]2／V(Vn) (10)
式中：Vn為式(9)中的非相干積分值V在信號(hào)不存在情況下的值；分母V(Vn)則代表Vn的方差。Vn的概率密度呈瑞利分布，V的概率密度為萊斯分布。給定自相關(guān)幅值P以及噪聲nI和nQ的方差，那么非相干積分平方前的信噪比SNRcoh為：

平方損耗LSQ就可以表示為LSQ=SNRcoh-SNRSQ。系統(tǒng)采用非相干解調(diào)時(shí)，總的誤碼率可表示為：為信噪比。
3．2 仿真結(jié)果與性能分析
仿真中的數(shù)據(jù)信號(hào)采用6級(jí)gold序列，環(huán)境噪聲是方差為1的加性高斯白噪聲。各種信號(hào)跟蹤環(huán)路均存在用信噪比或者誤碼率來衡量跟蹤靈敏度門限值，而觀察信噪比的大小判斷接收機(jī)是否正在良好地跟蹤真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)的一個(gè)重要準(zhǔn)則。

圖4給出了兩種GPS接收機(jī)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)解調(diào)后數(shù)據(jù)信號(hào)的誤碼率曲線特性，可以看出采用了模糊控制環(huán)路的接收機(jī)誤碼率性能更優(yōu)。較低的誤碼率保證了接收機(jī)定位信息的準(zhǔn)確度。