本文選題：GPS相關(guān)器 + FPGA　； 參考：《北京工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)(GPS, Global Positioning System)是實(shí)時(shí)全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，具有定位精度高、全天候以及實(shí)時(shí)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)都具有非常重要的戰(zhàn)略意義，尤其是在近幾年我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，在應(yīng)對(duì)救助救援過程中，GPS定位系統(tǒng)扮演著尤為重要的角色。而相關(guān)器設(shè)計(jì)是GPS接收機(jī)的核心部分,影響著GPS接收機(jī)的性能。 論文主要研究?jī)?nèi)容是GPS接收機(jī)數(shù)字相關(guān)器在FPGA中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。論文首先簡(jiǎn)單介紹了GPS全球定位系統(tǒng)以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，接著依據(jù)GPS信號(hào)的基本構(gòu)成，說明GPS系統(tǒng)定位原理和接收機(jī)原理；通過對(duì)比分析目前使用三種捕獲方法：時(shí)域滑動(dòng)相關(guān)捕獲、基于FFT的頻域并行搜索捕獲和基于數(shù)字匹配濾波器的快速捕獲，設(shè)計(jì)采用捕獲速度最快的數(shù)字匹配濾波器的方案。然后對(duì)相關(guān)器整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，詳細(xì)劃分功能模塊。設(shè)計(jì)采用折疊匹配濾波器捕獲，跟蹤通道內(nèi)載波跟蹤環(huán)路采用Costas環(huán)，消除數(shù)據(jù)碼調(diào)制產(chǎn)生的相位翻轉(zhuǎn)；碼跟蹤環(huán)則采用非相干解調(diào)設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)各級(jí)組成模塊的設(shè)計(jì)具體參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。最后使用Verilog HDL語言在Xilinx ISE10.1軟件平臺(tái)中編寫實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行仿真測(cè)試和驗(yàn)證調(diào)試。 借助第三方仿真軟件Modelsim SE10.0a對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的GPS相關(guān)器子模塊電路進(jìn)行時(shí)序仿真調(diào)試，，其中包括時(shí)基發(fā)生器、重采樣量化模塊、折疊數(shù)字匹配濾波器模塊、跟蹤通道內(nèi)個(gè)子模塊有本地載波發(fā)生器模塊、本地復(fù)現(xiàn)偽碼發(fā)生器模塊、積分清零器模塊等。最終調(diào)試驗(yàn)證出正確的GPS相關(guān)器電路。
[Abstract]:GPS (Global Positioning system) is a real-time global positioning and navigation system, which has many advantages, such as high positioning accuracy, all-weather and real-time, etc. It has very important strategic significance for economic construction and national defense construction.Especially in recent years, natural disasters occur frequently in China, and GPS positioning system plays a very important role in the rescue and rescue process.Correlator design is the core part of GPS receiver, which affects the performance of GPS receiver.The main content of this thesis is the design and implementation of GPS receiver digital correlator in FPGA.Firstly, the paper introduces the GPS global positioning system and its development status at home and abroad, and then explains the positioning principle and receiver principle of GPS system according to the basic structure of GPS signal.By comparing and analyzing three kinds of acquisition methods: time-domain sliding correlation acquisition, frequency-domain parallel search acquisition based on FFT and fast acquisition based on digital matched filter, the scheme of adopting the fastest digital matched filter is designed.Then, the overall structure of the correlator is planned and designed, and the functional modules are divided in detail.The design uses folding matched filter to capture the carrier tracking loop in the tracking channel and Costas loop to eliminate the phase flip generated by the modulation of the data code while the code tracking loop is designed by non-coherent demodulation.At the same time, the design parameters of each component module are analyzed in detail.Finally, Verilog HDL language is used to write the design circuit in the Xilinx ISE10.1 software platform, and the simulation test and debugging are carried out.With the help of the third party simulation software Modelsim SE10.0a, the timing simulation debugging of the GPS correlator sub-module is carried out, including time base generator, resampling quantization module, folding digital matched filter module, etc.There are local carrier generator module, local reappearance pseudo code generator module and integral zero cleaner module in the tracking channel.Finally, the correct GPS correlator circuit is verified by debugging.
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P228.4

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本文編號(hào)：1744873