文档介绍：大连海事大学
硕士学位论文
基于FPGA的GPS信号捕获与跟踪系统设计研究
姓名:孙晓文
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:张淑芳
20071101
摘要互联网、移动通信、星基导航是世纪信息社会的三大支柱产业,而统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前,我国已经成为氖褂么蠊佬堑己讲盗匆惨鸦拘纬伞H欢颐嵌訥核心技术的研究还不够深入,我国返暮诵牟糠侄嗍故强拷凇邮栈ぷ魇保A私ū镜匦藕藕徒邮盏降男藕磐剑M瓿筛丛拥男号处理过程。其中,如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪是最重要的核心技术。很多研究者提出了多种解决方法,但这些方法多数都只停留在理论阶段,无法应用于邮栈低辰惺凳贝怼本课题在分析了多种现有算法的基础上,研究设计了基于的藕捕获与跟踪系统。在研究过程中,首先利用镜腉芯片组设计制作了邮栈?椋苷N榷ǖ毓ぷ鳎⒖捎米鱃基带信号处理的研究平台;该平台可实时地输出种衅敌藕牛槐究翁庠谥衅敌藕诺幕∩仙钊胙究了藕诺牟痘裼敫偌际酢O认晗阜治霰冉狭思钢諫信号捕获方法,给出了步进相关的捕获方案;接着分析了跟踪环路的特点,给出了锁频环和锁相环交替工作跟踪载波以及载波辅助伪码的跟踪方案,并最终实现了这些方案。本课题设计的藕挪痘裼敫俅硐低呈峭ü布腿砑ぷ鞯姆式实现的。硬件电路主要实现数据速率高、逻辑简单的相关器功能:而基于软处理器的软件主要实现数据速率低、逻辑复杂的功能。本文给出了硬件电路的详细设计、仿真结果以及软件设计的详细流程。本课题最终在上实现了藕诺牟痘裼敫俟δ埽蚁低车男阅良好。由此可以得出结论:本设计能够满足系统功能和性能的要求,可以直接用于实时邮栈低车纳杓浦校W灾魃杓艷接收机奠定了基础。本课题的研究得到了大连市信息产业局集成电路设计专项的资助,项目名称是“定位与通信集成功能的杓啤保芯砍晒晟习肽晖度胧杂谩关键词:藕挪痘瘢篏信号跟踪;卧中文摘要
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论文作者签名:嗣、廊蠢乙勿年//月日论文作者签名:孙荣已走导师签名:荔参多琴器大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明保密口,在——年解密后适用本授权书。梗琠。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和原创性声明:基王壁堑坠趁鱼堕信曼撞苤曼盟躔丕红遮盐班学位论文版权使用授权书日期:仞刃年本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成博士,硕士学位论文集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”,同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。本学位论文属于:不保密口朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭保密口
第滦髀低掣攀全球定位系统—是由美国国防部建立的,它以颗人造卫星为基础,全天候地向全球各地用户提供实时的三维位置、三维速度和全球同步时间等信息。低秤扇糠止钩桑嚎占湮佬切亲⒌孛婕嗫夭糠趾用户接收设备【俊】。空间部分原理上由颗卫星组成壳癎卫星已经达到颗植荚个轨道平面内,每个轨道上有盼佬牵斓榔矫嫦喽缘厍虺嗟烂娴那憬俏取这种卫星分布方式使每一颗卫星每天约有∈痹诘仄较咭陨希皇笨痰仄较以上的卫星数最少为牛疃嗫纱牛佣Vち嗽诘厍蛏先魏挝恢谩⑷魏时刻均能实现实时定位。空间卫星的主要功能包括:接收和存储由地面监控站发来的导航信息,并执行监控站的控制命令;进行必要的数据处理;通过星载高精度原予钟产生基准信号,提供精确的时问标准;向用户连续地发送导航定位信号;接收地面主控站通过注入站发送给卫星的调度命令,如调整卫星的姿态、启用备用时钟或者启用备用卫星等。地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监控站。监控站配有高精度的邮栈晕佬橇欢系亟泄鄄猓⒉杉蟛问仁荩ㄊ苯观测数据送往主控站;主控站对数据进行处理,估算卫星轨迹、时钟相位、频率及其变化,并将这些信息以卫星导航电文形式送至三个注入站。同时主控站还负责监控整个系统是否正常工作,并进行卫星调度;当卫星运行到天顶时,注入站将导航电文和主控站的指令注入到卫星;然后卫星将导航电文广播给所有用户接收设备。用户接收设备的核心是邮栈闹饕9δ苁遣痘竦酱馕佬堑男藕牛并跟踪这些卫星的运行,对接收到的卫星信号进行处理,并利用本地接收机复现的伪随机码得到伪距测量值和导航电文,结合导航电文提供的卫星位置和时钟修铝康炔问馑愠鲇没У奈恢谩⑺俣纫约笆薄鹤訨信息。根据使用目的的不