單頻GPS軟件接收機(jī)通用硬件平臺的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、目前隨著軟件無線電技術(shù)發(fā)展，軟件GPS接收機(jī)逐漸成為滿足靈活多變應(yīng)用需求的熱點(diǎn)方案，并引領(lǐng)著我國北斗、歐洲伽利略等系統(tǒng)接收機(jī)的研究與發(fā)展，向著多系統(tǒng)組合導(dǎo)航邁進(jìn)。各衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)間的差異性和組合導(dǎo)航的兼容性要求在統(tǒng)一硬件平臺上實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)信號的同時(shí)采集，統(tǒng)一規(guī)算，集中處理，而目前滿足單一導(dǎo)航系統(tǒng)的通用硬件平臺尚未出現(xiàn)，本課題擬整合當(dāng)前各種數(shù)據(jù)采集傳輸實(shí)現(xiàn)技術(shù)完成單頻GPS軟件接收機(jī)通用硬件平臺的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行必要的驗(yàn)證工作，為組合導(dǎo)航和

2、兼容機(jī)的研制做出探索性的嘗試。
　　 文中首先就GPS系統(tǒng)構(gòu)成及其定位原理、軟件無線電與GPS接收機(jī)技術(shù)和信號采集處理傳輸技術(shù)進(jìn)行了綜述和總結(jié)，在軟件GPS接收機(jī)典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析了單頻GPS軟件接收機(jī)功能需求，明確了單頻GPS軟件接收機(jī)通用硬件平臺GPS信號采集、基帶算法支持和數(shù)據(jù)及功能開放性要求三大需求，提出了基于NJ1006AK和TMS320C6416的通用硬件平臺實(shí)現(xiàn)方案，并就實(shí)現(xiàn)方案中用到的主要芯片、硬件電路設(shè)計(jì)、固

3、件及其上位機(jī)PCI驅(qū)動(dòng)開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后通過單頻GPS軟件接收機(jī)通用硬件平臺上采集GPS數(shù)據(jù)頻譜分析和快速FFT捕獲算法的執(zhí)行驗(yàn)證了整個(gè)硬件平臺設(shè)計(jì)的可行性和合理性。
　　 基于NJ1006AK和TMS320C6416的通用硬件平臺實(shí)現(xiàn)方案采用NJ1006AK完成GPS信號接收，采用Mcbsp接收射頻前端NJ1006AK數(shù)字化輸出，通過Mcbsp事件驅(qū)動(dòng)EDMA在外部擴(kuò)展SDRAM中進(jìn)行乒乓緩存，通過EMDA毫秒中斷與基帶

4、算法同步數(shù)據(jù)，同時(shí)在EDMA毫秒中斷中觸發(fā)PC機(jī)PCI中斷，實(shí)現(xiàn)TMS320C6416和PC機(jī)PCI主設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的交互和通信。此外還通過存儲接口擴(kuò)展出ST16C550作為低速通信串口配合PCI完成數(shù)據(jù)和功能的開放。
　　 該方案充分發(fā)揮了DSP內(nèi)部集成Mcbsp、EDMA、EMIF、PCI等硬件資源，達(dá)到了CPU運(yùn)算處理和高速實(shí)時(shí)連續(xù)信號采集的并發(fā)的目的，具有使用芯片數(shù)量少，外圍接口電路簡單化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，非常適合作為一個(gè)通