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1、單位代碼：10293密級：碩士學位論文論文題目：基于FPGA的GPS軟件接收機跟蹤捕獲算法研究學號1010061516姓名陳建華導師陳小惠學科專業(yè)測試計量技術及儀器研究方向虛擬儀器及網絡化測控申請學位類別工學碩士論文提交日期201304ResearchofTrackingandAcquisitionAlgorithmforGPSSoftwareReceiverBasedOnFPGAThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngine
2、eringByChenJianhuaSupervisor:Prof.ChenXiaohuiApril2013摘要全球定位系統(tǒng)（GlobalPositionSystem，GPS）是一種全球性，全天候的實時性連續(xù)定位系統(tǒng)，具有在海陸空三維空間進行全方位實時導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。隨著GPS更加廣泛的應用，對GPS軟件接收機的實時性和定位精度的要求也越來越高。因此，尋找更高精度和效率的定位方法成為軟件接收機的重要任務。GPS軟件接收機由射頻前端、基帶信號處理和導航解算三個部分組成。跟蹤算法是基帶算法中的一部分，是實現導航定位的關鍵技術之一。本文主要
3、完成了基于FPGA的GPS軟件接收機跟蹤算法的設計及實現。首先詳細介紹了跟蹤算法的基本原理，完成了跟蹤算法中噪聲帶寬、環(huán)路增益、快捕范圍、環(huán)路濾波器等關鍵參數的設置。接著完成對GPS跟蹤系統(tǒng)中各個模塊的FPGA(Field－ProgrammableGateArray)設計。本文提出了一種基于CORDIC算法的碼環(huán)鑒相器，該鑒相算法具有精度高，結構簡單，容易實現等優(yōu)點。同時，本文還對環(huán)路濾波器的參數進行了優(yōu)化，進而較大的改善了跟蹤環(huán)路的實時性。最后，在跟蹤環(huán)路的整體測試中，設計了控制模塊，協(xié)調各子模塊的工作，很好的解決了實時性問題和非整數采樣頻率下的失配問題。
4、本文設計的GPS跟蹤系統(tǒng)具有快速鎖定，跟蹤精度高的特點。將捕獲跟蹤系統(tǒng)下載到FPGA平臺上，經過實時數據流的測試，跟蹤系統(tǒng)能夠正確的實現對導航數據的解調，解調后的導航數據經過導航解算模塊解算得到的定位精度可以達到m級，這也說明了跟蹤系統(tǒng)設計的正確性。關鍵詞:GPS，跟蹤，FPGA，鑒相器，接收機IAbstractTheGlobalPositionSystemisaglobal,all-weatherreal-timecontinuouspositioningsystem,withanewgenerationofsatellitenavigationandpo
5、sitioningsysteminafullrangeofland,seaandairthree-dimensionalreal-timenavigationandpositioningfunctions.WiththewideapplicationofGPS,thedemandsofareal-timeandmoreaccuracypositioningsystemisasked.Therefore,theworkfordesigningamoreaccurateandefficientpositioningmethodbecomesveryimporta
6、nt.TheGPSsoftwarereceiverconsistsofRFfront-end,basebandsignalprocessing,andnavigationsolution.Thetrackingalgorithmispartofthebasebandalgorithm,andisoneofthekeytechnologiesofnavigationandpositioning.ThedesignandimplementationoftrackingalgorithmsinwhichtheGPSSoftwareReceiverbasedonFP
7、GAworksareaccomplishedinthisarticle.Firstly,adetailedintroductionisgivenonthebasicprinciplesoftrackingalgorithms,thesettingsofkeyparametersweredone,includingthebandwithnoiseoftrackingalgorithms,theloopgain,therangeoffastcatchingandtheparametersonloopfilter.Then,thedesigningofFPGAon
8、eachmoduleintheGPStracking
