衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)可以為公路、鐵路、空中和海上的交通運(yùn)輸工具提供導(dǎo)航定位服務(wù)。它能夠軍民兩用,戰(zhàn)略作用與商業(yè)利益并舉。只要持有便攜式接收機(jī),則無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛(wèi)星發(fā)出的特定信號(hào)。接收機(jī)選取至少四顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行分析,就能確定接收機(jī)持有者的位置。 GPS導(dǎo)航定位接收機(jī)的理論基礎(chǔ)即是擴(kuò)頻通信理論,擴(kuò)頻通信技術(shù)與常規(guī)的通信技術(shù)相比,具有低截獲率,強(qiáng)抗噪聲,抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點(diǎn),目前己從軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域迅速發(fā)展,成為進(jìn)入信息時(shí)代的高新技術(shù)通信傳輸方式之一。擴(kuò)頻通信技術(shù)中,最常見的是直接序列擴(kuò)頻通信(DSSS)系統(tǒng),本文所研究的就是這一類系統(tǒng)。 目前在衛(wèi)星信號(hào)的捕獲上一般使用兩種方法:順序捕獲方法(時(shí)域法,基于大規(guī)模并行相關(guān)器)和并行捕獲方法(頻域法,基于FFT)。本文在第二章分別分析了現(xiàn)有順序捕獲和并行捕獲技術(shù)的原理,并給出了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 本文第三章對(duì)長(zhǎng)碼的直接捕獲進(jìn)行了深入的研究,基于對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中長(zhǎng)碼直捕方法的分析與對(duì)比,并且結(jié)合在實(shí)際過程中硬件資源需求的考慮,應(yīng)用了基于分段補(bǔ)零循環(huán)相關(guān)和FFT搜索頻偏的直捕方法。此方法大大減少了計(jì)算量,加快了信號(hào)捕獲的速度。本方法利用FFT實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)與本地長(zhǎng)碼的并行相關(guān),同時(shí)完成頻偏的搜索,將傳統(tǒng)的二維搜索轉(zhuǎn)換為并行的一維搜索,從而能快速實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)碼捕獲。 GPS信號(hào)十分微弱,靈敏度低,在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,GPS接收機(jī)會(huì)面臨各種人為的干擾。如何從復(fù)雜的干擾信號(hào)中實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS信號(hào)的捕獲,即抗干擾技術(shù)的研究,是GPS也是本文研究一個(gè)的方面。第四章即研究了GPS接收機(jī)干擾抑制算法,在強(qiáng)干擾環(huán)境下,需要借助信號(hào)處理技術(shù)在不增加信號(hào)帶寬的條件下提高系統(tǒng)的抗干擾能力,以保證后續(xù)捕獲跟蹤模塊有充足的處理增益。 本文在第五章給出了GPS接收機(jī)長(zhǎng)碼捕獲以及干擾抑制的FPGA實(shí)現(xiàn)方案,并對(duì)各主要子模塊進(jìn)行了詳細(xì)地分析。基本型接收機(jī)中長(zhǎng)碼捕獲采用頻域方法,選用Altera StratixⅡ EP2S180芯片實(shí)現(xiàn);抗干擾型接收機(jī)中選用Xilinx xc4vlx100芯片。實(shí)現(xiàn)了各模塊的單獨(dú)測(cè)試和整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),通過聯(lián)調(diào)驗(yàn)證,本文提出的長(zhǎng)碼直接捕獲方法正確、可行。 本文提出的長(zhǎng)碼直捕方法可以在不需要C/A碼輔助捕獲下完成對(duì)長(zhǎng)碼的直接捕獲,可以應(yīng)用于GPS接收機(jī),監(jiān)測(cè)站接收機(jī)的同步等,對(duì)我國(guó)自主研發(fā)導(dǎo)航定位接收機(jī)也有重大的現(xiàn)實(shí)及經(jīng)濟(jì)意義。
標(biāo)簽: FPGA 衛(wèi)星導(dǎo)航 接收機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-06-18
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隨著中國(guó)二代導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè),衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用將普及到各個(gè)行業(yè),具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的研究與設(shè)計(jì)是該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在接收機(jī)的設(shè)計(jì)中,對(duì)于成熟技術(shù)將利用ASIC芯片進(jìn)行批量生產(chǎn),該芯片是專用芯片,一旦制造成型不能改變。但是對(duì)于正在研究的接收機(jī)技術(shù),特別是在需要利用接收機(jī)平臺(tái)進(jìn)行提高接收機(jī)性能研究時(shí),利用FPGA通用可編程門陣列芯片是非常方便的。在FPGA上的研究成果,一旦成熟可以很方便的移植到ASIC芯片,進(jìn)行批量生產(chǎn)。本課題就是基于FPGA研究GPS并行捕獲技術(shù)的硬件電路,著重進(jìn)行了其中一個(gè)捕獲通道的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 GPS信號(hào)捕獲時(shí)間是影響GPS接收機(jī)性能的一個(gè)關(guān)鍵因素,尤其是在高動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用中或者對(duì)弱GPS信號(hào)的捕獲方面。因此,本文在滑動(dòng)相關(guān)法基礎(chǔ)上引出了基于FFT的并行快速捕獲方法,采用自頂向下的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體功能劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并采用自底向上的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。 本課題以Xilinx公司的Spartan3E開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺(tái),以ISE9.2i為軟件開發(fā)平臺(tái),采用Verilog HDL編程實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。并利用Nemerix公司的GPS射頻芯片NJ1006A設(shè)計(jì)制作了GPS中頻信號(hào)產(chǎn)生平臺(tái)。該平臺(tái)可實(shí)時(shí)地輸出采樣頻率為16.367MHz的GPS數(shù)字中頻信號(hào)。 本課題主要是基于采樣率變換和FFT實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS C/A碼的捕獲。該算法利用平均采樣的方法,將信號(hào)的采樣率降低到1.024 MHz,在低采樣率下利用成熟的1024點(diǎn)FFT IP核對(duì)C/A碼進(jìn)行粗捕,給出GPS信號(hào)的碼相位(精度大約為1/4碼片)和載波的多普勒頻率,符合GPS后續(xù)跟蹤的要求。 同時(shí),由于FFT算法是以資源換取時(shí)間的方法來提高GPS捕獲速度的,所以在設(shè)計(jì)時(shí),合理地采用FPGA設(shè)計(jì)思想與技巧優(yōu)化系統(tǒng)。基于實(shí)用性的要求,詳細(xì)的給出了基于FFT的GPS并行捕獲各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)以及仿真結(jié)果。并達(dá)到降低系統(tǒng)硬件資源,能夠快速、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS C/A碼捕獲的要求。 本研究是導(dǎo)航研究所承擔(dān)的國(guó)家863課題“利用多徑信號(hào)提高GNSS接收機(jī)性能的新技術(shù)研究”中關(guān)于接收機(jī)信號(hào)捕獲算法的一部分,對(duì)接收機(jī)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-07-22
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matlab數(shù)學(xué)建模算法全收錄 超清書簽版
標(biāo)簽: matlab 數(shù)學(xué)建模 收錄 算法
上傳時(shí)間: 2013-05-15
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視頻圖像格式轉(zhuǎn)換芯片的算法研究
標(biāo)簽: 視頻圖像 格式轉(zhuǎn)換 芯片 算法研究
上傳時(shí)間: 2013-05-25
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精通:VISUAL C++指紋模式識(shí)別系統(tǒng)算法及實(shí)現(xiàn)_0
上傳時(shí)間: 2013-06-01
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VISUAL+C++指紋模式識(shí)別系統(tǒng)算法及實(shí)現(xiàn)_0
上傳時(shí)間: 2013-04-15
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VISUAL+C++指紋模式識(shí)別系統(tǒng)算法及實(shí)現(xiàn)_0
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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Visual_C++數(shù)字圖像處理典型算法及實(shí)現(xiàn)
標(biāo)簽: Visual_C 數(shù)字圖像處理 典型 算法
上傳時(shí)間: 2013-07-24
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視頻圖像格式轉(zhuǎn)換芯片的算法研究
標(biāo)簽: 視頻圖像 格式轉(zhuǎn)換 芯片 算法研究
上傳時(shí)間: 2013-04-15
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視頻圖像格式轉(zhuǎn)換芯片的算法研究 .nh
標(biāo)簽: nh 視頻圖像 格式轉(zhuǎn)換 芯片
上傳時(shí)間: 2013-08-04
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