北斗導(dǎo)航接收機B1信號捕獲算法研究及其FPGA驗證.pdf

1、近年來，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，以美國的全球定位系統(tǒng)為代表的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在人們的日常生活和工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著我國自主建設(shè)、獨立運行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的投入使用，研究針對北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航接收機對我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義，也逐漸成為研究的熱點。捕獲是導(dǎo)航接收機的重要環(huán)節(jié)和技術(shù)的核心，捕獲算法的優(yōu)劣決定著導(dǎo)航接收機性能的好壞。本文主要針對北斗衛(wèi)星信號進行捕獲算法的研究、設(shè)計和驗證。
　　本文首先介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航

2、的原理以及北斗衛(wèi)星B1信號的特征，重點研究信號中測距碼的生成方法，分析測距碼的自相關(guān)特性，為捕獲算法的研究做好準備。然后介紹了導(dǎo)航接收機的結(jié)構(gòu)，明確了捕獲過程在導(dǎo)航接收機中的重要作用。接著分析了北斗B1信號捕獲的基本原理，討論了三種最基本的捕獲算法:串行捕獲算法、頻域并行捕獲算法和時域并行捕獲算法，并對這三種算法的計算量進行了比較分析。
　　其次，本文分析了導(dǎo)航電文比特翻轉(zhuǎn)及其翻轉(zhuǎn)位置對捕獲結(jié)果的影響，針對導(dǎo)航電文比特翻轉(zhuǎn)介紹了一

3、種類圓相關(guān)算法，并將其與FFT運算相結(jié)合，從而提出了一種改進的時域并行捕獲算法，針對北斗D2導(dǎo)航電文設(shè)計了相應(yīng)的合并策略，并對其進行了MATLAB仿真。然后結(jié)合峰值檢測方法分析了捕獲的性能，并介紹了弱信號的解決方法。
　　最后，本文對改進的時域并行捕獲算法進行FPGA驗證。為了在硬件實現(xiàn)時節(jié)約資源，加入了平均采樣模塊，同時也減少了計算量。本文詳細地介紹了各個模塊的設(shè)計原理和流程圖，在ISE軟件中使用Verilog HDL語言對各個