單頻GPS軟件接收機通用硬件平臺的設計與驗證.pdf

1、目前隨著軟件無線電技術發(fā)展，軟件GPS接收機逐漸成為滿足靈活多變應用需求的熱點方案，并引領著我國北斗、歐洲伽利略等系統(tǒng)接收機的研究與發(fā)展，向著多系統(tǒng)組合導航邁進。各衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)間的差異性和組合導航的兼容性要求在統(tǒng)一硬件平臺上實現各個系統(tǒng)信號的同時采集，統(tǒng)一規(guī)算，集中處理，而目前滿足單一導航系統(tǒng)的通用硬件平臺尚未出現，本課題擬整合當前各種數據采集傳輸實現技術完成單頻GPS軟件接收機通用硬件平臺的設計，并進行必要的驗證工作，為組合導航和

2、兼容機的研制做出探索性的嘗試。
　　 文中首先就GPS系統(tǒng)構成及其定位原理、軟件無線電與GPS接收機技術和信號采集處理傳輸技術進行了綜述和總結，在軟件GPS接收機典型結構的基礎上分析了單頻GPS軟件接收機功能需求，明確了單頻GPS軟件接收機通用硬件平臺GPS信號采集、基帶算法支持和數據及功能開放性要求三大需求，提出了基于NJ1006AK和TMS320C6416的通用硬件平臺實現方案，并就實現方案中用到的主要芯片、硬件電路設計、固

3、件及其上位機PCI驅動開發(fā)進行了詳細介紹，最后通過單頻GPS軟件接收機通用硬件平臺上采集GPS數據頻譜分析和快速FFT捕獲算法的執(zhí)行驗證了整個硬件平臺設計的可行性和合理性。
　　 基于NJ1006AK和TMS320C6416的通用硬件平臺實現方案采用NJ1006AK完成GPS信號接收，采用Mcbsp接收射頻前端NJ1006AK數字化輸出，通過Mcbsp事件驅動EDMA在外部擴展SDRAM中進行乒乓緩存，通過EMDA毫秒中斷與基帶

4、算法同步數據，同時在EDMA毫秒中斷中觸發(fā)PC機PCI中斷，實現TMS320C6416和PC機PCI主設備驅動程序的交互和通信。此外還通過存儲接口擴展出ST16C550作為低速通信串口配合PCI完成數據和功能的開放。
　　 該方案充分發(fā)揮了DSP內部集成Mcbsp、EDMA、EMIF、PCI等硬件資源，達到了CPU運算處理和高速實時連續(xù)信號采集的并發(fā)的目的，具有使用芯片數量少，外圍接口電路簡單化、標準化的特點，非常適合作為一個通