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《基于FPGA的高動(dòng)態(tài)GPS信號實(shí)時(shí)捕獲設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第31卷第4期2013年8月中國民航大學(xué)學(xué)報(bào)JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．31NO．4August2013基于FPGA的高動(dòng)態(tài)GPS信號實(shí)時(shí)捕獲設(shè)計(jì)胡鐵喬，孟田田(中國民航大學(xué)電子信息與工程學(xué)院，天津300300)摘要：提出了一種高動(dòng)態(tài)環(huán)境下GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)捕獲的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)方案。此方案針對高動(dòng)態(tài)環(huán)境下GPS接收機(jī)對信號捕獲速度的要求和當(dāng)前硬件平臺，在平均采樣預(yù)處理后，選取5組數(shù)據(jù)中的2組進(jìn)行捕獲，以捕獲精度的較小降低為代價(jià)實(shí)現(xiàn)單顆GPS衛(wèi)星信號的實(shí)時(shí)捕獲。通過對高動(dòng)態(tài)環(huán)境下模擬信號捕獲過
2、程的仿真和硬件實(shí)現(xiàn)．驗(yàn)證了此種捕獲方法的正確性和可行性。關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)捕獲：高動(dòng)態(tài)；GPS接收機(jī)；FPGA中圖分類號：TN911．7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1674—5590(2013)04—0027—05DesignforfastacquiringofhighdynamicGPSsignalbasedonFPGA／HUTte—qiao．MENGTian-tian(CollegeofElectronicandInformationEngineering，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Arealizationsch
3、emeofhardwarereceiversystemusingforthefastacquiringofhighdynamicGPSsignalispro·posed．AccordingtotheacquiringspeedrequirementsoftheGPSreceiverandthehardwareplatform，thisschemechooses2setsofaveragesamplesamong5setsaftertheaveragingsamplingtechniqueprocessing．Itrealizesthereal-ti
4、meacquiringofthesinglesatelliteGPSsignalsincostofsmallaccuracydecline．Thesimula—tionresultsandthehardwareimplementationresultsofthehighdynamicGPSsignalshowthevalidityandthefeasibilityofthemethod．Keywords：real-timeacquiring；highdynamic；GPSreceiver；FPGA全球定位系統(tǒng)(globalpositioningsy
5、stem，GPS)可以為用戶提供三維位置、速度和時(shí)間基準(zhǔn)【1]。高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的應(yīng)用涉及到航天、航空和軍工等敏感領(lǐng)域，設(shè)計(jì)高性能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)成為多數(shù)研究所和高校研究的重點(diǎn)。在國外，1983年JPL(美國噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室)首先對高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的GPS應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究∞。目前美國JAVA、GARMIN等公司已生產(chǎn)出性能相當(dāng)可靠的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)。但由于高動(dòng)態(tài)GPS信號接收系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域有重大應(yīng)用，該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)對中國是嚴(yán)格封鎖的。隨著FPGA技術(shù)的迅猛發(fā)展，可以用FPGA作為基帶處理芯片，由于FPGA可編程實(shí)現(xiàn)，提高了接收機(jī)的軟件化程度，
6、能更加靈活地運(yùn)用于各種領(lǐng)域。1高動(dòng)態(tài)GPS信號捕獲原理1．1捕獲的基本原理GPS信號捕獲的目的是檢測接收到的信號中是否含有某顆衛(wèi)星信號，如果存在某顆星的GPS信號，則計(jì)算出GPS衛(wèi)星信號的碼相位和載波頻率，并送人跟蹤環(huán)路做進(jìn)一步處理，最終完成三維定位。捕獲部分是接收機(jī)進(jìn)行信號處理和導(dǎo)航解算的基礎(chǔ)。在接收機(jī)中，接收機(jī)采集的來自第k顆衛(wèi)星信號的C／A碼部分為S‘(t)=A‘Ck(t)礦(t)COS(21T^￡+01)(1)其中：A‘為振幅；∥為導(dǎo)航數(shù)據(jù)；∥為C／A碼；fl為載波頻率。要獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，首先利用C／A碼的相關(guān)特收稿日期：2012—06—07
7、：修回日期：2012一ll—13基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61172112；61179064)；天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目一民航科技專項(xiàng)(10zCKFGx04000)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(zxH2009A003；ZXH2012M006)作者簡介：胡鐵喬(1970一)，男，河南洛陽人，副教授，碩士，研究方向?yàn)樽赃m應(yīng)陣列信號處理，衛(wèi)星導(dǎo)航等．一28一中國民航大學(xué)學(xué)報(bào)2013年8月性，令Sk(￡)同本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼相乘，剝除擴(kuò)頻碼(即C／A碼)，然后再利用與sk(￡)載波頻率相同的本地載波信號剝除載波部分。而要產(chǎn)生與st(￡)完全匹配的偽
8、隨機(jī)碼和本地載波信號，就需要知道C／A碼的碼相位以及載波頻率。捕獲過程就是要獲得輸入信號C／A碼的起始點(diǎn)(相位)和載波頻率
