S S G INTRODUZIONE……………………………………………………… I CAPITOLO 1 I INDICE

(1)

INDICE

INTRODUZIONE……… I

CAPITOLO 1

I

L

S

ISTEMA

S

ATELLITARE

G

PS

1.1 – Introduzione……….. 1

1.2 – I segmenti del sistema GPS……….. 3

1.2.1 – Il segmento spaziale………. 4

1.2.2 – Il segmento di controllo terrestre………. 5

1.2.3 – Il segmento utente……… 7

1.3 – Introduzione al ricevitore GPS……… 7

1.4 – Caratteristiche dei segnali GPS……… 9

1.4.1 – Frequenze utilizzate e codici trasmessi……… 9

1.4.2 – Modulazione dei segnali……….12

1.4.3 – Degradazione artificiale della precisione………13

(2)

1.5 – Principi di funzionamento dei sistemi di posizionamento satellitare………... 15

1.5.1 – Determinazione della posizione………15

1.5.2 – Misura dei ritardi per il calcolo dello Pseudorange………..17

1.6 – Fonti d’errore………19

1.6.1 – Errori dei satelliti………..20

1.6.2 – Errori nella propagazione dei segnali nella ionosfera e nella troposfera……….20

1.6.3 – Errori prodotti da percorsi multipli………..21

1.6.4 – Errori del ricevitore………..22

1.6.5 – Diluizione della precisione………...22

CAPITOLO 2

R

ECUPERO

D

EL

S

INCRONISMO

N

EI

R

ICEVITORI

G

PS 2.1 – Acquisizione e Tracking del segnale GPS………...24

2.2 – Analisi di un ricevitore GPS………25

2.3 – Tracking della portante e del codice………28

2.4 – Scostamenti di frequenza dovuti all’effetto Doppler………...29

2.4.1 – Doppler shift……….29

2.4.2 – Doppler rate medio……….. 32

2.4.3 – Doppler rate massimo………...33

2.4.4 – Doppler rate dovuto all’accelerazione del ricevitore………34

2.5 – Circuiti di recupero del sincronismo di portante………..35

2.5.1 – Discriminatori d’anello………35

2.5.2 – Anelli ad aggancio di fase………36

2.5.2.1 – PLL del primo ordine………39

(3)

CAPITOLO 3

A

RCHITETTURA

D

EL

R

ICEVITORE

S

OFTWARE

3.1 – Introduzione……….. 44

3.2 – Front-end del ricevitore……… 45

3.3 – Implementazione real-time………46

3.4 – Elaborazione del segnale………...49

3.4.1 – Acquisizione del segnale………49

3.4.2 – Stadio di Tracking ……….51

3.5 – Circuiti di recupero del sincronismo di portante………51

3.5.1 – Circuito di recupero di frequenza ad anello aperto ………51

3.5.2 – Circuito di recupero di frequenza ad anello chiuso………55

3.5.3 – Anello ad aggancio di fase. PLL di Costas……….57

CAPITOLO 4

DESIGN DEL RICEVITORE E ANALISI DELLE PRESTAZIONI 4.1 – Introduzione………61

4.2 – Descrizione del simulatore……….61

4.3 – Dimensionamento dei circuiti di recupero della frequenza………63

4.3.1 – Schema ad anello aperto……….63

4.3.2 – Schema ad anello chiuso………66

4.4 – Dimensionamento del circuito di recupero della fase………71

4.5 – Prestazioni ottenute con segnali GPS reali………76