O GPS (Global Posiotioning System) e um sistema de radio navegação por satélites. No enlace de comunicação entre o receptor do usuário e os satélites e empregada a "Técnica de Espalhamento Espectral" para obtenção de multi acesso, rejeição de interferências e, principalmente, para a determinação de distâncias. O objetivo deste trabalho e observar o emprego dessa técnica para o receptor GPS, analisando um circuito digital de rastreamento dosinal transmitido pelos satélites. E empregada a Técnica de Máxima Verossimilhança como forma de estruturação do circuito.

A cintilação ionosférica causa variações rápidas de amplitude e fase em sinais de rádio que atravessam a ionosfera devido às irregularidades em sua densidade. A cintilação pode degradar o sinal de GPS (Global Positioning System), em alguns casos este sinal pode ser totalmente atenuado. O emprego de sistemas que utilizam o GPS na aviação é realidade, novas tecnologias e formas de navegação que utilizam GPS estão em desenvolvimento. Neste contexto, é importante compreender o comportamento dos receptores quando submetidos à cintilação ionosférica e aplicar métodos que possam melhorar sua eficiência. Receptores de GPS utilizam a demodulação PSK coerente com sincronismo de portadora, quando os sinais de GPS são submetidos aos efeitos da cintilação ionosférica o receptor pode perder o sincronismo referente a um dado satélite e desta forma diminuir a precisão da sua posição. Na literatura foi demonstrado que a modulação PSK (Phase Shift Key) poderia ser demodulada diferencialmente utilizando bits conhecidos para referência, esta técnica apresenta um melhor desempenho para sinais que operaram sobre os efeitos de desvanecimento do tipo Rayleigh quando comparado à demodulação coerente. A presente dissertação apresenta um estudo de caso sobre os efeitos da cintilação ionosférica em um sistema simulado que utiliza a modulação DPSK. Para atingir o objetivo proposto foram criados dois ambientes de simulação, um integrado e um simplificado em MATLAB, estes ambientes foram construídos com os seguintes modelos: geração do sinal de GPS, rastreamento do sinal de navegação do GPS, geração sintética da cintilação ionosférica e adaptações para o emprego da modulação diferencial.

Ionospheric scintillation is a phenomenon that occurs daily, especially around the equatorial region, during the summer solstice after the sunset, affecting radio signals that propagate through the ionosphere. Depending on the temporal and spatial situation, ionospheric scintillation can represent a problem in the availability and precision of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS). This work is concerned with the statistical modeling and evaluation of the impact of amplitude scintillation on the performance of Global Positioning System (GPS) receivers. In this work the use of ?-? model is proposed to represent the scintillation phenomenon affecting GPS receiver performance. The use of ?-? is also extended for second order statistics. Such a model is compared to a set of experimental data obtained in São José dos Campos, near the peak of the Equatorial Anomaly, during high solar fux conditions, between the months of December 2001 and January 2002. The results obtained with the proposed ?-? model fitted quite well with the experimental data and performed better than two of the widely used models, namely Nakagami-m and Rice. The proposed model requires the estimation of two parameters, instead of a single one used by the models of Nakagami-m and Rice. To facilitate its use, for the situations in which no set of experimental data is available, this work presents parameterized equations for calculating the two parameters required by the ?-? model. Based upon the fact that the proposed model performs better than the one proposed by Nakagami-m, the present investigation derives a model to estimate the carrier and code tracking loop errors on GPS receivers. Such a model not only performed better than Nakagami';s, but also is valid for a wider range of scintillation.

Uma série de fatores ambientais pode afetar o desempenho do GPS (Global Positioning System), tais como, interferência eletromagnética, multicaminho, atrasos em função de propagação pela atmosfera e cintilações ionosféricas. As cintilações da Ionosfera são responsáveis por parte significativa da diminuição de precisão do GPS e, em casos extremos, o funcionamento do receptor pode ser interrompido em função desse fenômeno. As cintilações ionosféricas resultam em variações rápidas na fase e na amplitude do sinal de rádio que atravessa a Ionosfera. Esse fenômeno é mais comum na região equatorial, onde ocorre diariamente após o pôr do sol. Este trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos da cintilação ionosférica nas malhas de rastreamento do código, DLL (Delay Locked Loop), e da portadora, CCL (Carrier Costas Loop) de receptores GPS. Inicialmente, são apresentados os modelos estatísticos que caracterizam os sinais gerados pela cintilação em fase e amplitude. Posteriormente, é apresentada uma análise de desempenho do receptor em função dos efeitos da cintilação ionosférica. A partir dessa análise, são obtidos modelos analíticos para representar o desempenho do receptor GPS. Além das análises analíticas, são apresentados resultados obtidos por meio de simulação numérica. Exceção feita às situações envolvendo casos extremos de cintilação ou para casos onde a potência do sinal recebido é baixa, as simulações comprovaram o desempenho teórico dos modelos do CCL e do DLL.