高靈敏度導(dǎo)航信號(hào)快速捕獲算法IP核的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的擴(kuò)展和人們?cè)诙ㄎ环?wù)方面需求的提升，如何在弱信號(hào)場景下實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)捕獲，近年來成為越發(fā)重要的課題。本設(shè)計(jì)對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)弱信號(hào)快速捕獲算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，并基于FPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)用的GPS弱信號(hào)快速捕獲 IP核，對(duì)于導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)捕獲技術(shù)的研究具有一定意義。
　　首先，本文介紹了GPS衛(wèi)星信號(hào)的組成及其特點(diǎn)，并對(duì)C/A碼的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生以及特性進(jìn)行介紹。通過研究GPS信號(hào)時(shí)域捕獲和頻域捕獲各自的特點(diǎn)，指出時(shí)

2、域捕獲不適合本課題研究內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)弱信號(hào)捕獲的問題，本文介紹了相干累積、非相干累積和差分相干累積三種基本的累積方法，說明了由于導(dǎo)航數(shù)據(jù)位反轉(zhuǎn)和平方損失的存在，接收機(jī)需要將以上三種方法按照一定策略聯(lián)合使用。經(jīng)過分析認(rèn)為半比特法最適合進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)。
　　其次，本文從設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的IP核結(jié)構(gòu)和平臺(tái)等方面對(duì) IP核硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了介紹，詳細(xì)分析了信號(hào)處理過程中的算法詳細(xì)分析，文中對(duì)整個(gè)IP核分塊進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并從硬件資源和系統(tǒng)可靠性等角度

3、對(duì)各模塊的不同的硬件實(shí)現(xiàn)手段進(jìn)行了比對(duì)。通過硬件測試證實(shí)，本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的IP核的靈敏度可以達(dá)到-146dBm，系統(tǒng)的冷啟動(dòng)單星搜索時(shí)間為50.4ms。
　　最后，在本課題的研究中還針對(duì)不同的需求研制了相應(yīng)的改進(jìn)型IP核。為滿足對(duì)靈敏度要求較高的應(yīng)用場合，本課題應(yīng)用了一種新的累積策略，即全比特差分累積法?；谠撍惴▽?shí)現(xiàn)的靈敏度增強(qiáng)型IP核占用了更多的資源，但經(jīng)過硬件實(shí)驗(yàn)證明，其可以捕獲-148dBm的GPS信號(hào)。同時(shí)，本設(shè)計(jì)中還提出