本文關(guān)鍵詞：高動(dòng)態(tài)環(huán)境下GPS信號(hào)跟蹤算法研究及基帶IP核設(shè)計(jì)

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【摘要】：GPS定位系統(tǒng)現(xiàn)已成為生活服務(wù)、國(guó)家安全和軍事建設(shè)不可缺少的一部分。隨著GPS技術(shù)不斷地發(fā)展,人們對(duì)GPS接收機(jī)的性能要求不斷地提高,提供高精確和穩(wěn)定的導(dǎo)航定位服務(wù)是GPS系統(tǒng)研究迫切解決的問(wèn)題。高動(dòng)態(tài)環(huán)境作為GPS系統(tǒng)在軍事中應(yīng)用的一種常見(jiàn)場(chǎng)景,在GPS接收機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)造成較大的多普勒頻率,這將導(dǎo)致GPS接收機(jī)容易失鎖,無(wú)法穩(wěn)定地跟蹤。本文對(duì)高動(dòng)態(tài)GPS跟蹤算法進(jìn)行研究和改進(jìn),并硬件實(shí)現(xiàn)GPS基帶處理器,對(duì)GPS技術(shù)應(yīng)用發(fā)展有重要的意義。本文重點(diǎn)對(duì)適用于高動(dòng)態(tài)環(huán)境的GPS跟蹤技術(shù)進(jìn)行研究。研究GPS信號(hào)的基本結(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)一個(gè)高動(dòng)態(tài)GPS中頻信號(hào)源,可以模擬出典型的高動(dòng)態(tài)信號(hào)模型;分析傳統(tǒng)的GPS跟蹤環(huán)路原理,包括載波跟蹤環(huán)和偽碼跟蹤環(huán)。分析在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下動(dòng)態(tài)應(yīng)力對(duì)傳統(tǒng)跟蹤環(huán)的影響,在此基礎(chǔ)上提出一種基于最大似然估計(jì)的高動(dòng)態(tài)GPS跟蹤算法,該算法可以在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下穩(wěn)定地跟蹤,同時(shí)采用兩步逼近方法和插值法減少算法的運(yùn)算量和提高跟蹤精度。最后在Xilinx平臺(tái)上利用Verilog語(yǔ)言設(shè)計(jì)了GPS基帶處理器,實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS中頻信號(hào)的捕獲和跟蹤,并輸出GPS信號(hào)中的導(dǎo)航電文信息,捕獲模塊和跟蹤模塊都采用相關(guān)器來(lái)實(shí)現(xiàn),可減少硬件設(shè)計(jì)資源。每個(gè)跟蹤通道都采用相同的環(huán)路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),采用Xilinx平臺(tái)中的CORDIC算法(IP核)來(lái)統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)載波鑒別器和偽碼鑒別器,環(huán)路濾波器則采用二階數(shù)字濾波器濾除誤差信號(hào)中的噪聲。FPGA時(shí)序仿真驗(yàn)證表明,本文設(shè)計(jì)的GPS基帶IP核能實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS信號(hào)的捕獲和跟蹤,有較強(qiáng)的實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：GPS接收機(jī) 信號(hào)源 信號(hào)跟蹤 高動(dòng)態(tài) 最大似然估計(jì) 基帶IP核 FPGA實(shí)現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 第一章 緒論6-10
• 1.1 研究背景與意義6-7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排8-10
• 第二章 GPS衛(wèi)星信號(hào)與高動(dòng)態(tài)GPS中頻信號(hào)源研究10-19
• 2.1 GPS衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)與特性10-14
• 2.2 高動(dòng)態(tài)GPS中頻信號(hào)源仿真實(shí)現(xiàn)14-17
• 2.3 GPS接收機(jī)結(jié)構(gòu)17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 GPS信號(hào)跟蹤算法研究19-28
• 3.1 鎖相環(huán)的基本原理19-21
• 3.2 載波跟蹤環(huán)21-25
• 3.3 偽碼跟蹤環(huán)25-26
• 3.4 GPS信號(hào)跟蹤環(huán)26-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 第四章 高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)跟蹤方案設(shè)計(jì)28-38
• 4.1 傳統(tǒng)鎖相環(huán)對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力的局限性28-29
• 4.2 最大似然估計(jì)算法（MLE）29-31
• 4.3 基于最大似然估計(jì)的高動(dòng)態(tài)跟蹤環(huán)31-33
• 4.4 基于兩步逼近方法和插值法的最大似然估計(jì)方法33-35
• 4.5 仿真結(jié)果分析35-37
• 4.6 本章小結(jié)37-38
• 第五章 基于FPGA的GPS基帶IP核的研究與實(shí)現(xiàn)38-54
• 5.1 FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境38-39
• 5.2 GPS基帶處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)39-40
• 5.3 中頻數(shù)據(jù)輸入模塊40-41
• 5.4 相關(guān)器各模塊設(shè)計(jì)41-51
• 5.5 峰值檢測(cè)模塊51-52
• 5.6 系統(tǒng)綜合仿真52-53
• 5.7 本章小結(jié)53-54
• 第六章 總結(jié)與展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58-59
• 致謝59

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本文編號(hào)：1061283