基于ARM+FPGA的小型化BD接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文題目題目基于ARMFPGA的小型化BD接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（英文）（英文）DesignImplementationoftheMinitaturizationBDReceiverBasedOnARMFPGA研究生學(xué)號(hào)研究生學(xué)號(hào):122021877研究生姓名研究生姓名:王超指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):紀(jì)元法教授申請(qǐng)學(xué)科門(mén)類申請(qǐng)學(xué)科門(mén)類:工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)學(xué)科、專業(yè):信息與通信工程提交論文日期

2、提交論文日期:2015年4月論文答辯日期論文答辯日期:2015年6月摘要I摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為國(guó)家重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)貫穿于軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)、乃至個(gè)人的生活中，我國(guó)正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）對(duì)促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增強(qiáng)國(guó)防建設(shè)至關(guān)重要。北斗（BD）接收機(jī)作為該系統(tǒng)用戶部分的核心，是實(shí)現(xiàn)其價(jià)值具體化的重要體現(xiàn)，因此展開(kāi)對(duì)BD接收機(jī)研發(fā)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。首先，本文從BDS系統(tǒng)基本理論著手，對(duì)B1I

3、B2I兩個(gè)民用頻點(diǎn)信號(hào)結(jié)構(gòu)展開(kāi)敘述，著重對(duì)測(cè)距碼和二次編碼特性進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證，并簡(jiǎn)要闡述了BDS空間參考系統(tǒng)。然后，詳細(xì)介紹了BD接收機(jī)的設(shè)計(jì)原理，對(duì)B1IB2IB3頻點(diǎn)信號(hào)的最大多普勒頻移進(jìn)行了估算，針對(duì)B1IB2IB3頻點(diǎn)信號(hào)的捕獲，在分析傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于相干累加的并行頻率搜索算法，仿真結(jié)果表明該捕獲算法可正常的捕獲到三個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)。針對(duì)B1IB2IB3頻點(diǎn)信號(hào)的跟蹤，采用二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)載波跟蹤環(huán)路以

4、及二階碼環(huán)相結(jié)合方案，仿真結(jié)果表明該跟蹤算法能穩(wěn)健的跟蹤上三個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)。介紹了位同步、幀同步、BCH譯碼、偽距提取和北斗衛(wèi)星位置計(jì)算方法，并對(duì)基于最小二乘定位算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。再后，根據(jù)前述理論分析和仿真結(jié)果，提出了一種基于ARMFPGA架構(gòu)的多頻點(diǎn)BD接收機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)方案。在硬件設(shè)計(jì)部分，分析了各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)思路和方法，重點(diǎn)介紹了三個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)的射頻前端處理：針對(duì)B1頻點(diǎn)信號(hào)，采用基于潤(rùn)芯公司的RX3007射頻前端處理；針對(duì)B2

5、B3頻點(diǎn)信號(hào)，采用基于MAXIM公司的MAX2112MAX1003分離元器件架構(gòu)的射頻前端處理。在軟件設(shè)計(jì)部分，對(duì)以ARM和FPGA為核心的軟件功能進(jìn)行了劃分，重點(diǎn)闡述了本人所負(fù)責(zé)的ARM端軟件功能的捕獲、跟蹤、同步解調(diào)電文以及定位解算設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。最后，通過(guò)分析BD信號(hào)測(cè)量誤差來(lái)源，研究了對(duì)流層和電離層誤差模型對(duì)單頻接收機(jī)定位精度的影響，在此基礎(chǔ)上介紹了雙頻偽距消除電離層延時(shí)方法，并對(duì)多頻點(diǎn)BD接收機(jī)的定位結(jié)果進(jìn)行誤差統(tǒng)計(jì)分析和提出改