嵌入式實(shí)時北斗接收機(jī)軟件研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著用戶定位需求的不斷擴(kuò)大，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被廣泛的運(yùn)用到各個領(lǐng)域。為了打破美國和俄羅斯在全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域中的壟斷地位，我國自主研發(fā)了能夠獨(dú)立運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——“北斗二號”。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在導(dǎo)航方式和定位原理等方面與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)相類似，但也有自身的獨(dú)特優(yōu)勢。目前，“北斗二號”正處于不斷地建設(shè)和完善當(dāng)中。北斗接收機(jī)作為用戶終端，是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要組成部分，需要不斷改進(jìn)、發(fā)展與優(yōu)化。因此在現(xiàn)階段對基于北斗導(dǎo)航的實(shí)時接收機(jī)進(jìn)行研究與實(shí)

2、現(xiàn)具有非常重要的意義。
　　鑒于北斗接收機(jī)需要對信號進(jìn)行實(shí)時性處理，本課題選擇了DSP與FPGA作為接收機(jī)的硬件平臺，主要對接收機(jī)的軟件部分和信號處理算法進(jìn)行了研究、設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，最終完成了接收機(jī)的定位等任務(wù)。論文介紹了國內(nèi)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢以及北斗接收機(jī)的基本原理。設(shè)計了北斗接收機(jī)的系統(tǒng)框架以及FPGA與DSP的程序模塊框架?；贒SP與FPGA的北斗接收機(jī)主要以 DSP作為核心控制器，通過 FPGA對

3、基帶信號進(jìn)行處理；通過 DSP對信號進(jìn)行捕獲、跟蹤、同步并與FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)時調(diào)整FPGA對基帶信號的處理；最后通過DSP提取并保存導(dǎo)航電文，利用偽距定位算法計算出定位結(jié)果。論文重點(diǎn)對FPGA處理基帶信號的各個模塊進(jìn)行了研究、設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，并著重討論了位同步與幀同步模塊的主要設(shè)計思想以及導(dǎo)航電文的提取、糾錯與校驗(yàn)方法?；鶐盘柼幚砟K包括時鐘模塊、載波 NCO模塊、數(shù)字下變頻模塊、碼 NCO模塊、測距碼發(fā)生器、碼相關(guān)運(yùn)算器與幀同步

4、模塊等，這些模塊相互連接，從而實(shí)現(xiàn)了對基帶信號的處理。本文還介紹了基帶信號的捕獲算法、跟蹤算法和偽距定位原理及算法，并根據(jù)實(shí)際情況選擇了合適的算法在DSP平臺上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)：基帶信號的捕獲采用串行捕獲方法；信號跟蹤使用的碼環(huán)采用二階鎖相環(huán)；載波環(huán)采用二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)；定位算法采用牛頓迭代法結(jié)合最小二乘法。
　　論文的結(jié)論部分對該接收機(jī)的定位測試結(jié)果進(jìn)行了展示，并和標(biāo)準(zhǔn)GPS的定位結(jié)果進(jìn)行了比較。還對本課題所使用的各個模塊和算