本文關(guān)鍵詞：高靈敏度GNSS接收機(jī)捕獲技術(shù)研究及FPGA實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的應(yīng)用已從專業(yè)的軍用領(lǐng)域擴(kuò)展到了普通的民用領(lǐng)域,而在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用需求引發(fā)了近年來人們對高靈敏度接收機(jī)技術(shù)的研究熱潮。高靈敏度捕獲技術(shù)的核心在于即使在復(fù)雜環(huán)境下接收機(jī)也能夠捕獲到微弱信號。 本文針對GNSS接收機(jī)的捕獲關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了改進(jìn)靈敏度的方案,并通過仿真實驗驗證方案的可行性,最后對捕獲系統(tǒng)的FPGA工程進(jìn)行了實現(xiàn)。本文的主要研究內(nèi)容如下： (1)對GNSS的系統(tǒng)構(gòu)成做了總體介紹；從衛(wèi)星信號發(fā)射的源端分析了衛(wèi)星信號的結(jié)構(gòu)特征,并闡述了接收機(jī)的通信原理；詳細(xì)描述了GNSS接收機(jī)軟硬件架構(gòu)及主要功能模塊。 (2)研究了接收機(jī)捕獲原理,提出了一種可以實現(xiàn)時頻二維搜索的捕獲算法“多段匹配濾波器+FFT”架構(gòu)的捕獲算法,并對該算法的捕獲性能、檢測判決策略、捕獲的相關(guān)參數(shù)以及各個模塊的功能做了詳盡的分析。同時,給出了捕獲模塊的對外接口。 (3)研究了提高接收機(jī)靈敏度的方法,并對現(xiàn)有算法中的降采樣、非相關(guān)累加做了改進(jìn),提出了半碼片策略、降采樣CIC濾波器以及差分相關(guān)累加的方法,使靈敏度有1-2dB的提高。 (4)針對捕獲模塊數(shù)控振蕩器以及時頻二維搜索列出了FPGA的工程實現(xiàn)方案,并對捕獲模塊的設(shè)計采用了軟硬件協(xié)同仿真的方法進(jìn)行驗證,最后介紹了我們自己設(shè)計的GNSS接收機(jī)顯控交互界面。
【關(guān)鍵詞】：GNSS接收機(jī) 捕獲 高靈敏度 CIC濾波器 FPGA設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN965.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 GNSS簡介9-11
• 1.1.1 GPS系統(tǒng)9-10
• 1.1.2 GLONASS系統(tǒng)10
• 1.1.3 GALILEO系統(tǒng)10
• 1.1.4 北斗系統(tǒng)10-11
• 1.2 課題研究背景與意義11
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排11-12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 第二章 GNSS系統(tǒng)原理及接收機(jī)設(shè)計13-27
• 2.1 GNSS系統(tǒng)構(gòu)成13-14
• 2.2 GNSS-GPS信號的結(jié)構(gòu)14-19
• 2.2.1 載波信號15
• 2.2.2 偽隨機(jī)碼15-18
• 2.2.3 導(dǎo)航電文18-19
• 2.3 接收機(jī)擴(kuò)頻通信原理19-20
• 2.4 GNSS接收機(jī)的設(shè)計20-26
• 2.4.1 接收機(jī)硬件架構(gòu)21-22
• 2.4.2 接收機(jī)軟件架構(gòu)22-23
• 2.4.3 接收機(jī)主要功能模塊23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 GNSS接收機(jī)捕獲技術(shù)研究27-43
• 3.1 GNSS接收機(jī)捕獲原理27-29
• 3.2 接收機(jī)捕獲策略與性能分析29-39
• 3.2.1 時頻二維搜索30-33
• 3.2.2 捕獲檢測判決策略33-35
• 3.2.3 捕獲性能分析35-38
• 3.2.4 捕獲相關(guān)參數(shù)分析38-39
• 3.3 捕獲模塊架構(gòu)及硬件接口39-42
• 3.3.1 捕獲模塊架構(gòu)39-41
• 3.3.2 捕獲硬件接口41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 高靈敏度捕獲技術(shù)研究43-55
• 4.1 接收機(jī)靈敏度的概念43-44
• 4.2 微弱信號的捕獲44-47
• 4.2.1 相干累加法44-45
• 4.2.2 非相干累加法45-47
• 4.2.3 大塊相關(guān)器的設(shè)計47
• 4.3 改進(jìn)捕獲靈敏度的方法47-54
• 4.3.1 降采樣CIC濾波器47-50
• 4.3.2 半碼片策略50-53
• 4.3.3 差分相干累加53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 捕獲模塊的FPGA設(shè)計與仿真55-65
• 5.1 FPGA設(shè)計方法55-57
• 5.1.1 FPGA簡介55
• 5.1.2 FPGA設(shè)計流程55-56
• 5.1.3 VHDL語言56
• 5.1.4 FPGA開發(fā)平臺56-57
• 5.2 捕獲模塊的FPGA實現(xiàn)57-60
• 5.2.1 捕獲模塊的設(shè)計流程57-58
• 5.2.2 數(shù)控振蕩器的設(shè)計58-59
• 5.2.3 時頻二維并行搜索設(shè)計59-60
• 5.3 捕獲模塊的軟硬件協(xié)同仿真60-64
• 5.4 GNSS接收機(jī)顯控交互界面64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 吳高進(jìn);鄒永忠;譚敏強;;時頻二維搜索捕獲算法及其FPGA實現(xiàn)[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2009年03期

2 王金剛;;GPS數(shù)字中頻信號仿真及捕獲驗證[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年02期

3 趙艷杰;王大鳴;;大頻移低信噪比下長PN碼快速捕獲及其DSP實現(xiàn)[J];計算機(jī)應(yīng)用;2007年04期

4 唐衛(wèi)濤;唐斌;劉舒蒔;董緒榮;;一種新的微弱GPS信號捕獲算法研究[J];遙測遙控;2007年03期

5 童鎧;中國導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)的進(jìn)展[J];中國航天;2002年08期

6 胡銳;薛曉中;孫瑞勝;徐志偉;;基于FPGA+DSP的嵌入式GPS數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2009年02期

7 高亮亮;;基于軟件無線電的數(shù)字接收機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];科技咨詢導(dǎo)報;2007年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 沈鋒;中短波擴(kuò)頻導(dǎo)航接收機(jī)信號同步方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 姜毅;GNSS接收機(jī)高性能跟蹤與捕獲環(huán)路算法研究[D];大連海事大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：高靈敏度GNSS接收機(jī)捕獲技術(shù)研究及FPGA實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：336668