【摘 要】
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全球定位系统(GPS)，是目前应用最为广泛、技术最为成熟的卫星定位系统。不断增长的导航定位服务的要求，对民用GPS接收机在一些弱信号环境下的工作提出了迫切的需求。在弱信号环
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全球定位系统(GPS)，是目前应用最为广泛、技术最为成熟的卫星定位系统。不断增长的导航定位服务的要求，对民用GPS接收机在一些弱信号环境下的工作提出了迫切的需求。在弱信号环境下，捕获以及星历解析需要较长的时间，严重制约了TIFF(首次定位时间)，影响了GPS接收机的启动时间。
本文重点研究了GPS接收机基于GPS卫星星历扩展算法的快速启动技术。首先介绍了GPS接收机的基本架构和常用的捕获算法。然后通过分析影响捕获性能的因素概括出加快捕获速度的方式，制定了弱信号环境下的捕获策略。接着讨论了星历扩展算法，该算法以GPS卫星轨道运动模型为基础，通过对卫星开普勒轨道根数和摄动力的预测，确定卫星的空间位置。论文中给出了算法的实现过程，采用最小二乘法，利用过往的TUMA(历书)数据和IGS(精密星历)数据，对星历扩展算法的系数进行拟合，实现对卫星星历的预测。接收机利用预测星历，可以加快捕获速度，在找到导航帧头后即可进入定位解算，不必等待星历解析，实现快速启动。论文通过算法仿真，确定了预测的误差范围，并将星历预测算法应用到GPSSEU接收机(东南大学国家集成电路中心自主研发的GPS接收机)中。
论文完成了GPSSEU接收机在无辅助和扩展星历辅助情况下的捕获性能和TTFF的对比测试。在扩展星历辅助下，GPSSEU接收机可以实现在弱信号环境下的快速捕获，捕获灵敏度可达-146dBm；同时在冷启动、弱信号情况下，TTFF时间人幅缩短至15秒，比无辅助强信号情况下启动时间缩短了56％，实现了快速启动。
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