衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的快速高靈敏度捕獲跟蹤算法研究與衛(wèi)星授時(shí)芯片的ASIC設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速發(fā)展，導(dǎo)航接收機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛;作為導(dǎo)航接收機(jī)的核心技術(shù)，捕獲跟蹤算法已成為研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，提出了一種快速高靈敏度捕獲跟蹤算法，稍作修改便可應(yīng)用于我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的BDS-Ⅱ;并基于該算法設(shè)計(jì)了一款低成本、低功耗的民用衛(wèi)星授時(shí)芯片，授時(shí)精度優(yōu)于20ms。
　　本文首先分析了GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)特性及捕獲跟蹤原理，并對(duì)傳統(tǒng)捕獲跟蹤算法的性能進(jìn)行比較。然后提出了一種快速高靈敏度捕獲跟蹤算

2、法，算法設(shè)計(jì)中引入SRAM處理緩存數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)所有GPS衛(wèi)星進(jìn)行1ms捕獲以得到可視衛(wèi)星號(hào)、載波頻率及C/A碼相位，進(jìn)而對(duì)單顆衛(wèi)星進(jìn)行8ms捕獲跟蹤以完成星歷解調(diào)，獲取時(shí)間參數(shù)。另外，本文自主設(shè)計(jì)了GPS開(kāi)發(fā)平臺(tái)，用于優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)及驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。最后，采用SMIC0.18um CMOS工藝實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星授時(shí)芯片的ASIC設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流程主要包括基于DFTC的邏輯綜合、靜態(tài)時(shí)序分析(STA)、形式驗(yàn)證、自動(dòng)測(cè)試向量生成(ATPG)、

3、布局布線、寄生參數(shù)提取(RCX)及物理驗(yàn)證(DRC和LVS)，最終得到芯片版圖，準(zhǔn)備流片。
　　FPGA驗(yàn)證結(jié)果表明本文提出的快速高靈敏度捕獲跟蹤算法具有很強(qiáng)的實(shí)用性，強(qiáng)信號(hào)環(huán)境下，能夠在2s內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS信號(hào)的捕獲跟蹤，并在20s內(nèi)完成星歷解調(diào);在樓宇之間、城市街道等信號(hào)相對(duì)較弱的場(chǎng)所，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的精確授時(shí)。ASIC設(shè)計(jì)結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的GPS衛(wèi)星授時(shí)芯片面積小、功耗低、成本低，在民用市場(chǎng)具有廣闊的應(yīng)用前景。