高靈敏度導航信號快速捕獲算法IP核的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著衛(wèi)星導航服務的擴展和人們在定位服務方面需求的提升，如何在弱信號場景下實現(xiàn)導航衛(wèi)星信號捕獲，近年來成為越發(fā)重要的課題。本設計對導航衛(wèi)星信號弱信號快速捕獲算法的硬件實現(xiàn)進行研究，并基于FPGA平臺實現(xiàn)了一個實用的GPS弱信號快速捕獲 IP核，對于導航衛(wèi)星信號捕獲技術的研究具有一定意義。
　　首先，本文介紹了GPS衛(wèi)星信號的組成及其特點，并對C/A碼的結構、產(chǎn)生以及特性進行介紹。通過研究GPS信號時域捕獲和頻域捕獲各自的特點，指出時

2、域捕獲不適合本課題研究內容的實現(xiàn)。針對弱信號捕獲的問題，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，說明了由于導航數(shù)據(jù)位反轉和平方損失的存在，接收機需要將以上三種方法按照一定策略聯(lián)合使用。經(jīng)過分析認為半比特法最適合進行硬件實現(xiàn)。
　　其次，本文從設計實現(xiàn)的IP核結構和平臺等方面對 IP核硬件實現(xiàn)進行了介紹，詳細分析了信號處理過程中的算法詳細分析，文中對整個IP核分塊進行了詳細介紹，并從硬件資源和系統(tǒng)可靠性等角度

3、對各模塊的不同的硬件實現(xiàn)手段進行了比對。通過硬件測試證實，本設計所實現(xiàn)的IP核的靈敏度可以達到-146dBm，系統(tǒng)的冷啟動單星搜索時間為50.4ms。
　　最后，在本課題的研究中還針對不同的需求研制了相應的改進型IP核。為滿足對靈敏度要求較高的應用場合，本課題應用了一種新的累積策略，即全比特差分累積法?；谠撍惴▽崿F(xiàn)的靈敏度增強型IP核占用了更多的資源，但經(jīng)過硬件實驗證明，其可以捕獲-148dBm的GPS信號。同時，本設計中還提出