BDS-1I衛(wèi)星信號捕獲跟蹤算法研究與硬件設(shè)計(jì).pdf

1、近年來隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)的不斷發(fā)展與完善，BDS在民用以及軍用方面發(fā)揮著越來越重要的作用。作為導(dǎo)航接收機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)，捕獲跟蹤算法的研究非常重要。本論文研究了BDS-1Ⅰ衛(wèi)星信號的構(gòu)成特點(diǎn)，基于FPGA平臺設(shè)計(jì)了BDS-1Ⅰ信號捕獲跟蹤電路并解調(diào)出了衛(wèi)星星歷;在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款低成本、低功耗的BDS捕獲跟蹤芯片，能夠?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航定位計(jì)算提供基本參數(shù)。
　　本論文首先對BDS-1Ⅰ信號結(jié)構(gòu)以及BDS接收機(jī)原理進(jìn)行介紹;對

2、常用的衛(wèi)星捕獲跟蹤串行相關(guān)算法和并行相關(guān)算法進(jìn)行了分析和比較;論文采用硬件資源消耗較小的時域串行捕獲算法設(shè)計(jì)了BDS-1Ⅰ信號捕獲電路，捕獲算法中通過多路并行相關(guān)算法提高捕獲速度，并利用真?zhèn)巫R別技術(shù)減少捕獲虛警，然后得到可視衛(wèi)星號、C/A碼相位和多普勒頻率;設(shè)計(jì)了C/A碼跟蹤和多普勒頻率跟蹤電路，其中C/A碼跟蹤采用的是E/P/L三路相關(guān)值對比法，多普勒頻率跟蹤采用的是頻率掃描法;電路對BDS的二次編碼進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶幚?，消除了二次編碼對

3、信號跟蹤的影響;在正確跟蹤的基礎(chǔ)上進(jìn)行了同步碼識別和BCH糾錯，然后解調(diào)出衛(wèi)星星歷并通過串口上傳至計(jì)算機(jī);論文對上傳的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡單的分析，標(biāo)出了BDS的同步碼、子幀編號及周內(nèi)秒計(jì)數(shù)等基本參數(shù)，經(jīng)過初步分析驗(yàn)證了上傳星歷的正確性。
　　上述捕獲跟蹤算法通過FPGA實(shí)測驗(yàn)證后，論文還采用SMIC0.18um CMOS工藝，按照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)流程對算法代碼進(jìn)行了ASIC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要工作包括基于DFT的邏輯綜合、靜