GPS接收機(jī)基帶信號處理與FPGA實現(xiàn).pdf

1、GPS接收機(jī)在導(dǎo)航，定位領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。接收機(jī)的結(jié)構(gòu)由天線前端，基帶處理，定位解算三個模塊構(gòu)成，本文的研究重心在基帶處理單元，該單元主要由捕獲和跟蹤環(huán)路兩個部分所構(gòu)成。本文從GPS的組成概況以及接收機(jī)的定位原理開始入手，對GPS信號結(jié)構(gòu)和導(dǎo)航電文格式進(jìn)行了詳細(xì)介紹。然后對捕獲與跟蹤模塊的算法進(jìn)行重點(diǎn)研究，捕獲模塊的內(nèi)容主要有:二維搜索的概念，最大搜索區(qū)間，以及從信號捕獲到信號跟蹤階段的切換等。然后具體分析信號捕獲的方法。跟蹤環(huán)是由載

2、波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)兩個部分組成，內(nèi)容包括相位跟蹤環(huán)路的基本工作原理以及影響跟蹤性能的參數(shù)，多種鑒相方法以及測量誤差和跟蹤門限。并且給出了跟蹤環(huán)路的算法實現(xiàn)。文章的最后在基于前面理論知識的基礎(chǔ)上，首先采用Verilog語言對算法進(jìn)行編寫，并利用Modelsim仿真軟件進(jìn)行仿真驗證，最后通過FPGA對算法進(jìn)行硬件實現(xiàn)并結(jié)合軟件對結(jié)果進(jìn)行處理并將其將輸出。從而驗證了算法的正確性與可行性。
　　 考慮到算法的可行性與硬件實現(xiàn)的難易程度，

3、本次設(shè)計采用下述方案:
　　 (1)硬件模塊采用FPGA板實現(xiàn)多通道相關(guān)器，每一個相關(guān)器進(jìn)行I，Q兩路的相關(guān)累加，并將累加結(jié)果通過串口發(fā)送給計算機(jī)，該累加結(jié)果用于實現(xiàn)衛(wèi)星信號的捕獲與跟蹤。相關(guān)器主要由載波產(chǎn)生器，碼產(chǎn)生器，積分清除器以及模擬串口模塊構(gòu)成。
　　 (2)軟件模塊主要用來實現(xiàn)捕獲與跟蹤結(jié)果的顯示。捕獲方面，主要采用軟件將所得的累加值與捕獲門限值進(jìn)行比較，判定是否捕獲成功，若捕獲成功，則將碼相位與載波頻率進(jìn)行輸