基于MFC和FPGA的衛(wèi)星導(dǎo)航信號模擬源的設(shè)計(jì).pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)有著巨大的替代需求和市場空間。目前，世界上存在四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：美國的 GPS系統(tǒng)、俄羅斯的 GLONASS系統(tǒng)、歐洲的 Galileo系統(tǒng)、中國的北斗系統(tǒng)。其中，技術(shù)最為成熟的是美國的 GPS系統(tǒng)，它在全球范圍內(nèi)為用戶提供導(dǎo)航和定位服務(wù)。其余三者形成的時間相對較晚，主要為特定區(qū)域的用戶提供導(dǎo)航和定位服務(wù)。
　　導(dǎo)航產(chǎn)品的研發(fā)方興未艾。目前，對于單星導(dǎo)航信號模擬源的研究做的很多，而對于多星導(dǎo)航信號模擬

2、源的研究相對較少，因此對能夠模擬多星導(dǎo)航信號的衛(wèi)星導(dǎo)航信號模擬源具有很大的需求，針對它的研究具有重要的意義。導(dǎo)航信號模擬源的研究不僅可以為導(dǎo)航接收機(jī)等導(dǎo)航終端設(shè)備的研制提供實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)，而且可以使我們更加準(zhǔn)確地認(rèn)識導(dǎo)航信號的結(jié)構(gòu)，在衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品的研究中是一個不可或缺的環(huán)節(jié)和輔助手段。因此，本文對實(shí)現(xiàn)多星導(dǎo)航信號的衛(wèi)星導(dǎo)航信號模擬源進(jìn)行了研究，主要考慮通過軟件和FPGA設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)、價格低廉的實(shí)用產(chǎn)品。
　　本文首先概述了全球四大

3、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本情況，全面介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航涉及的基礎(chǔ)知識，包括導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理、導(dǎo)航系統(tǒng)的空間坐標(biāo)系、導(dǎo)航衛(wèi)星的空間星座分布、導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)行軌道和運(yùn)行周期、導(dǎo)航數(shù)據(jù)的構(gòu)成和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理。
　　其次，介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航信號模擬源的整體組成結(jié)構(gòu)、功能和工作原理。著重介紹了上層軟件和下層硬件之間的通信接口。上層軟件采用VS2008開發(fā)，具有界面簡單和操作簡潔的特點(diǎn)，能夠根據(jù)地面接收機(jī)的經(jīng)緯度，產(chǎn)生對應(yīng)的空間坐標(biāo)，計(jì)算和顯示此地此

4、時的可見衛(wèi)星編號，根據(jù)需要生成特定衛(wèi)星的導(dǎo)航數(shù)據(jù)并將生成的導(dǎo)航數(shù)據(jù)通過 PCIE總線發(fā)送到下層的硬件部分。硬件部分采用 Virtex-6型號的FPGA，通過內(nèi)部PCIE模塊接收來自上層軟件的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，然后通過內(nèi)部數(shù)字調(diào)制、多路信號合并等環(huán)節(jié)處理后，通過AD9739的混頻模式完成導(dǎo)航信號的產(chǎn)生。
　　最后，詳細(xì)介紹了各個模塊的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，主要包括以下內(nèi)容：上層軟件部分的坐標(biāo)變換模塊、可見衛(wèi)星的計(jì)算和顯示模塊、日期和時間模塊、

5、導(dǎo)航數(shù)據(jù)的生成模塊、導(dǎo)航數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；下層硬件部分的PCIE模塊、FIFO模塊、BPSK模塊、AD9739模塊。仿真和實(shí)測結(jié)果表明，系統(tǒng)功能正常，能夠?qū)崿F(xiàn)地面接收機(jī)位置處的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的功能、顯示地面接收機(jī)位置在特定時刻的可見衛(wèi)星的功能、實(shí)時顯示系統(tǒng)的日期和時間的功能、根據(jù)選擇的衛(wèi)星生成其導(dǎo)航數(shù)據(jù)的功能、將導(dǎo)航數(shù)據(jù)發(fā)送到下層硬件的功能、下層硬件對導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行BPSK調(diào)制并將調(diào)制之后的導(dǎo)航信號通過AD9739進(jìn)行輸出的功能。
　　論文的