基于MFC和FPGA的衛(wèi)星導航信號模擬源的設(shè)計.pdf

1、衛(wèi)星導航作為國家戰(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)域的用戶提供導航和定位服務(wù)。
　　導航產(chǎn)品的研發(fā)方興未艾。目前，對于單星導航信號模擬源的研究做的很多，而對于多星導航信號模擬

2、源的研究相對較少，因此對能夠模擬多星導航信號的衛(wèi)星導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。導航信號模擬源的研究不僅可以為導航接收機等導航終端設(shè)備的研制提供實驗和仿真數(shù)據(jù)，而且可以使我們更加準確地認識導航信號的結(jié)構(gòu)，在衛(wèi)星導航產(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，本文對實現(xiàn)多星導航信號的衛(wèi)星導航信號模擬源進行了研究，主要考慮通過軟件和FPGA設(shè)計通用性強、價格低廉的實用產(chǎn)品。
　　本文首先概述了全球四大

3、衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基本情況，全面介紹了衛(wèi)星導航涉及的基礎(chǔ)知識，包括導航系統(tǒng)的定位原理、導航系統(tǒng)的空間坐標系、導航衛(wèi)星的空間星座分布、導航衛(wèi)星的運行軌道和運行周期、導航數(shù)據(jù)的構(gòu)成和衛(wèi)星導航系統(tǒng)的工作原理。
　　其次，介紹了衛(wèi)星導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，能夠根據(jù)地面接收機的經(jīng)緯度，產(chǎn)生對應(yīng)的空間坐標，計算和顯示此地此

4、時的可見衛(wèi)星編號，根據(jù)需要生成特定衛(wèi)星的導航數(shù)據(jù)并將生成的導航數(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的混頻模式完成導航信號的產(chǎn)生。
　　最后，詳細介紹了各個模塊的設(shè)計思路和實現(xiàn)方法，主要包括以下內(nèi)容：上層軟件部分的坐標變換模塊、可見衛(wèi)星的計算和顯示模塊、日期和時間模塊、

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