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《論文基于fpga技術(shù)的gps衛(wèi)星數(shù)字中頻信號(hào)模擬器設(shè)計(jì) a digital gps signal simulator based on fpga technology》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)Dec．2007航天控制V。1．25，N。．6AerospaceC。ntr。l、·75·基于FPGA技術(shù)的GPS衛(wèi)星數(shù)字中頻信號(hào)模擬器設(shè)計(jì)石陽劉光斌第二炮兵工程學(xué)院，西安710025摘要高精度的衛(wèi)星信號(hào)模擬器是高動(dòng)態(tài)GPs衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)設(shè)計(jì)的重要輔助工具。本文在對(duì)GPs仿真技術(shù)理論分析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于FPGA技術(shù)的硬件設(shè)計(jì)方案，與通常的設(shè)計(jì)方法相比，這種GPs衛(wèi)星信號(hào)模擬器具有逼真性、可編程性強(qiáng)、易于使用的特點(diǎn)，為GPS接收機(jī)的設(shè)計(jì)提供了必要的支持。關(guān)鍵詞GPS；FPGA；模擬器中圖分類號(hào)：TP273+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-3242(2007)06_0075．03
2、ADigitalGPSSignalSimulatorBasedonFPGATechnologyShiYangLiuGuangbinTheSecondArtilleryEn舀neeringC01lege，Xi’an710025，ChinaAbstractAn口ccM，?？凇阤GPSs喀noZsi，nMf口￡Drcon6eMsedin￡esfonde口口Z“o￡io凡Q廠od"口ncedGPSsignoZ，_e-ce曲erc據(jù)s增ns．覷琥如p印er，60sedDnFPGA￡ec^nD正吼gy，od喀itnfGPSs培nofsi，n“fo￡Dr如打r妒如，扎en￡ed．Co，r妒口redfDco刪
3、en￡iDn口fGPSs增凡nZsirn“Z口fDr，f^括si，n“f口￡Drisprogr口，n，nn6如，e口sy—fD-“se，口nd穢er括i-mi如￡Mdinous，∞^如^conpr0穢f如5w)pon幻d即函兒曠GPSrece如e瑚．KeywordsGPS；FPGA；Sf，n¨Z口tor近年來GPS¨。技術(shù)成長(zhǎng)迅速，高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星接收機(jī)的研發(fā)受到世界各國(guó)的普遍重視，各國(guó)都在高性能GPS機(jī)的研發(fā)上投入大量的資金和人力，隨著研究的進(jìn)一步深入，GPS仿真技術(shù)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用到高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的研發(fā)和復(fù)雜環(huán)境下的儀器測(cè)試中，GPs衛(wèi)星信號(hào)仿真技術(shù)和衛(wèi)星信號(hào)模擬器的研發(fā)越來越多地受
4、到人們的關(guān)注。此外，隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)芯片和電子元器件的數(shù)字信號(hào)處理能力大大增強(qiáng)，這也從另一方面極大推動(dòng)了GPS衛(wèi)星信號(hào)仿真技術(shù)的發(fā)展。1國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀GPs衛(wèi)星信號(hào)生成器也稱為GPs衛(wèi)星信號(hào)模擬器，用于為設(shè)計(jì)階段的GPs接收機(jī)提供仿真環(huán)境和復(fù)雜環(huán)境下GPS接收儀器的測(cè)試。常見的GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器產(chǎn)生的是射頻信號(hào)，以廣播的形式向外圍空間發(fā)射。Corbell于2002年開發(fā)了基于真實(shí)衛(wèi)星位置和用戶軌道的模擬器，其中主要考慮了GPS接收機(jī)的誤差對(duì)精度的影響。Bums于2002年發(fā)表了GPs衛(wèi)星信號(hào)模擬方法一文，其中￡1波段衛(wèi)星信號(hào)模擬收稿日期：2007旬4-26作者簡(jiǎn)介：石陽(1
5、983一)，男，湖北孝感人，碩士研究生，研究方向?yàn)镚Ps導(dǎo)航與仿真；劉光斌(1963一)，男，四川射洪人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閷?dǎo)航、制導(dǎo)與控制。萬方數(shù)據(jù)·76·航天控制2007年包括c／A碼、導(dǎo)航電文、大氣層噪聲、射頻干擾，以上成品優(yōu)缺點(diǎn)都很鮮明，優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)逼真性好，缺點(diǎn)是計(jì)算量大、實(shí)時(shí)性差。2。。國(guó)外GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬方面研究起步較早，已有比較完整的模擬軟件和工業(yè)成品。相比之下，我國(guó)這方面研究起步較晚，國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品研發(fā)方面還比較薄弱，目前國(guó)內(nèi)只有北京航空航天大學(xué)和航天某研究所在從事相關(guān)方面的研究，縱觀國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品，基本都處于初級(jí)階段，產(chǎn)品以航天某研究所的基于錄播形式的GPs
6、衛(wèi)星信號(hào)模擬器和北京航空航天大學(xué)的以計(jì)算機(jī)主機(jī)為依托的GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器為代表。2設(shè)計(jì)方案整個(gè)系統(tǒng)采用DsP+FPGA的設(shè)計(jì)方案，硬件設(shè)計(jì)方案原理框圖如圖1所示：圖1硬件設(shè)計(jì)方案原理框圖射頻輸出信號(hào)處理板采用FPGA+DSP方式。根據(jù)實(shí)際測(cè)試需要，將生成的各種數(shù)字中頻信號(hào)所需的星歷等文件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。采用一塊主板將其它各板連接為一體，由DSP部分和FPGA部分共同完成信號(hào)處理功能，并輸出中頻模擬信號(hào)，經(jīng)射頻模塊上變頻后，輸出射頻信號(hào)。該方案可以用于生成較為精確的衛(wèi)星仿真信號(hào)，對(duì)于需要承載的大量計(jì)算，復(fù)雜運(yùn)算由專用DSP芯片來完成，簡(jiǎn)單并且大規(guī)模重復(fù)的加、乘運(yùn)算等由FPGA芯片來完成，經(jīng)這樣
7、分配后，得到的信號(hào)精度高，實(shí)時(shí)性好。整個(gè)系統(tǒng)信號(hào)處理部分的流程圖如圖2所示：讀入仿真參●數(shù)，接收機(jī)讀取星歷文件加入誤差信號(hào)運(yùn)動(dòng)軌跡等』l／＼為每顆可星計(jì)箅噪聲并、確認(rèn)參數(shù)，>產(chǎn)生導(dǎo)航電文量化信號(hào)＼／l讀取接收機(jī)經(jīng)射頻電路軌跡文件、生成混合信號(hào)向空間發(fā)射產(chǎn)生C／A碼圖2系統(tǒng)信號(hào)處理流程框圖3硬件設(shè)計(jì)3．1GPS信號(hào)構(gòu)成GPS衛(wèi)星分3個(gè)波段發(fā)送導(dǎo)航信息，其中￡1和￡2波段為導(dǎo)航信息。每一個(gè)波段上的信號(hào)
