local_ca=code_ca.*exp(j*2*pi*f1*t1*n2); %产生本地码 local_ca1=fft(local_ca);

xx(i,:)=ifft(xf.*conj(local_ca));

[amp fz1]=max(max(abs(xx'))); %获取幅值 [amp fz2]=max(max(abs(xx)));

initial_point=fz2; %起始点 fr1=fd+1000*(fz1-11); %捕获的粗频

（2）通过幅值比较法，得到更精确的载波频率（精频）。首先需要产生5ms剥离了C/A码的连续信号，然后选取分辨率为400Hz的频率分量（中频），为求解精频做准备，具体代码如下：

data=x2(initial_point:initial_point+5*n-1); %从输入信号的开始处读取五毫秒数据 data5=data'.*[code_ca code_ca code_ca code_ca code_ca]; %形成五毫秒的连续波 fr=fr1-400+(i-1)*400; %在粗捕获点上移动步长400Hz middle_fr0 (i)=sum(data5(1:5000).*exp(j*2*pi*fr*t1*n2)); middle_fr1(i)=abs(middle_fr0 (i));

[mamp mfz]=max(middle_fr1); %获取幅值点 middle_fr=fr1+200*(mfz-2);

fr2=middle_fr; %中频

（3）要得到更准确的载波频率，首先把5ms的连续信号和5组连续的C/A码相乘，从所有输入数据中找到DFT分量，利用式3-18找到相位角，在通过式3-21求得角度差，角度差的绝对值必须小于门限值?2.3?5?，通过调整?相位偏移，得到最终的角度值zb5，最后通过式3-20求得精频fr3，具体代码如下：

za5=data5.*exp(j*2*pi*fr2*t1*[0:5*n-1]); %离散傅里叶变换分量 zb5=diff(-angle(sum(reshape(za5,n,5)))); %计算相位角度差值 yuzhi=2.3*pi\\5; %门限值

fin_fr=mean(zc5)*1000/(2*pi); %根据式3-20求得精频 fr3=fr2+fin_fr; %精频

4.3 仿真结果及分析

通过MATLAB软件调试运行，本文给出了15号卫星的起始点和频率分量，实验数据及结果图。如图4-1所示，给出了C/A码的起始点和精频计算结果。如图4-2所示，给出了15号卫星的C/A码的起始点，从图上可以看出其起始点在第2180个数据点；如图4-3所示，体现了间隔1 kHz的二十

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一个频率分量，从仿真结果可以看出在k=14处产生了幅值,该频率就是载波频率，大小为freq?1253355.8973。

因为有21个本地产生信号，搜索了1ms的电文，总共产生了105 000（5000?21）个幅值，根据仿真结果可知，产生的本地信号中包含了15号卫星发出的卫星信号中的C/A码和频率分量，这时会产生一个最高幅值，该最高幅值发生在第2180个输入电文点，产生这个幅值的频率分量freq就是C/A码的载波频率。

图4-1 仿真实验数据

图4-2 卫星15的C/A码的起始点

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图4-3 卫星15展开的各个频率分量

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结论

由于全球定位系统（GPS）的迅猛发展和广泛应用，与用户最为相关的接收机的设计日益受到研究人员的重视，在这种大环境下，进一步研究C/A码的捕获，对于我国的北斗导航系统的成熟发展有着积极的意义，对接收机的研发设计具有一定实用价值。

本文主要研究了C/A码的捕获并进行了仿真实现。重点完成了利用循环相关捕获方法得到C/A码的起始点和载波频率。本文首先从GPS的信号结构引入概念，介绍了GPS信号是如何产生的，着重介绍了C/A码的产生原理和基本特征。文中还介绍了导航电文的格式及内容，并阐述了GPS定位的基本原理。

本文主要研究了C/A码捕获，卫星可以由卫星PRN码、C/A码的起始点和载波频率这三个参数来区分，捕获的主要目就是识别可见卫星得到它的起始点和载波频率。根据C/A码的自相关性，我们可以产生一个本地信号将它和输入信号相乘，当乘积出现幅值时就成功捕获卫星。文中主要介绍了三种捕获方法，分析了这三种方法的优点与缺点，其中着重分析了传统捕获和循环相关捕获手段，分析了捕获的基本原理和过程。同时还分析了捕获时需要考虑的因素，例如多普勒效应、捕获的电文长度以及捕获中频率的步长。并对捕获中存在的不确定性的处理进行了分析。

本文运用了MATLAB软件完成了对C/A码的捕获的仿真研究，利用循环相关捕获方法实现了C/A码的捕获，减少计算量，节约了成本。仿真过程中分别实现了C/A码的产生、并对其进行数字化、最终进行数据捕获，找到C/A码的起始点和载波频率，并对仿真结果进行分析，实现了完整的捕获过程。

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参考文献

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