普通GPS接收機(jī)在特殊環(huán)境下，如在高樓林立的城市中心，林木遮擋的森林公路，特別是在隧道和室內(nèi)環(huán)境的情況下，由于衛(wèi)星信號(hào)非常微弱，載噪比（Carrier Noise Ratio，C/No）通常都在34dB-Hz以下，很難有效捕獲到衛(wèi)星信號(hào)，導(dǎo)致無(wú)法正常定位。惡劣條件下的定位有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，特別是在交通事故、火災(zāi)和地震等極端環(huán)境下，快速準(zhǔn)確定位當(dāng)事者所處位置對(duì)于降低事態(tài)損失和營(yíng)救受傷者是極為重要的。歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也都制定了相應(yīng)的提高惡劣條件下高靈敏度定位能力的發(fā)展政策。而高靈敏度GPS接收機(jī)定位的關(guān)鍵在于GPS微弱信號(hào)的處理。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容是針對(duì)GPS微弱信號(hào)改進(jìn)處理方法。針對(duì)傳統(tǒng)GPS接收機(jī)信號(hào)捕獲中的串行搜索方法提出了基于批處理的微弱信號(hào)捕獲方法,來(lái)提高低信噪比情況下微弱信號(hào)的捕獲能力，實(shí)現(xiàn)快速高靈敏度的準(zhǔn)確捕獲；針對(duì)捕獲微弱信號(hào)處理大量數(shù)據(jù)導(dǎo)致的運(yùn)算量激增，運(yùn)用雙塊零拓展(Double Block Zero Padding，DBZP)處理方法減少運(yùn)算量同時(shí)縮短捕獲時(shí)間。針對(duì)傳統(tǒng)GPS接收機(jī)延遲鎖相環(huán)跟蹤算法提出了基于卡爾曼濾波的新型捕獲算法，減小延遲鎖相環(huán)失鎖造成的信號(hào)跟蹤丟失概率，來(lái)提高惡劣環(huán)境下低信噪比信號(hào)的跟蹤能力，實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的連續(xù)可靠跟蹤。通過(guò)提高GPS微弱信號(hào)的捕獲與跟蹤能力，進(jìn)而使GPS接收機(jī)在惡劣環(huán)境下衛(wèi)星信號(hào)微弱時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的定位與導(dǎo)航。 通過(guò)擬合GPS接收機(jī)實(shí)際接收到的原始數(shù)據(jù)，構(gòu)造出不同載噪比的數(shù)字信號(hào)，分別對(duì)提出的針對(duì)微弱信號(hào)的捕獲與跟蹤算法進(jìn)行仿真比較驗(yàn)證，結(jié)果表明，對(duì)接收機(jī)后端信號(hào)處理部分作出的算法改進(jìn)使得GPS接收機(jī)可以更好的處理微弱信號(hào)，并且具有較高的靈敏度和精度。文章同時(shí)針對(duì)提出的數(shù)據(jù)處理特征使用FPGA技術(shù)對(duì)算法主要的數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了初步的構(gòu)架實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了板級(jí)驗(yàn)證，結(jié)果表明，利用FPGA技術(shù)可以較好的實(shí)現(xiàn)算法的數(shù)據(jù)處理功能。文章最后給出了結(jié)論，通過(guò)提出的基于批處理和基于DBZP方法的捕獲算法以及基于卡爾曼濾波的信號(hào)跟蹤算法，可以有效地解決微弱GPS信號(hào)處理的難題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)環(huán)境下的定位與導(dǎo)航。
標(biāo)簽： FPGA GPS 信號(hào)實(shí)時(shí)處理
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。但由于定位過(guò)程中各種誤差源的存在，單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過(guò)提高硬件成本獲取高精度；②針對(duì)誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中，后者相對(duì)于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求，而FPGA以其快速并行計(jì)算越來(lái)越受到青睞。 本文在FPGA平臺(tái)上，根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想，由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換，最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下： 基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示，以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式，通過(guò)串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取，并通過(guò)LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型，實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值，并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù)，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡(jiǎn)化成只涉及加法和乘法運(yùn)算，以此簡(jiǎn)化公式運(yùn)算量，達(dá)到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過(guò)程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測(cè)方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì)，并通過(guò)Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上，通過(guò)IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹(shù)狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波，達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺(tái)，采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個(gè)邏輯資源，時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上，滿足實(shí)時(shí)性信號(hào)處理要求，在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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基于FPGA的GPS中頻信號(hào)捕獲算法及其采樣器實(shí)現(xiàn)
標(biāo)簽： GPS 中頻信號(hào) 捕獲算法 采樣
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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電子工業(yè)出版社，GPS原理與應(yīng)用/(美)卡普蘭(Kaplan,E.D.)著，邱致和等譯。系統(tǒng)介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航的基本概念，所用的時(shí)間與坐標(biāo)系，GPS系統(tǒng)的組成，衛(wèi)星的信號(hào)與特性，接收機(jī)的截獲與跟蹤，干擾與抗干擾措施；討論了GPS系統(tǒng)本身的性能，各種差分GPS系統(tǒng)，與其他傳感器的組合及俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。
標(biāo)簽： GPS
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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GPS軟件接收機(jī)基帶處理算法研究與FPGA實(shí)現(xiàn)
標(biāo)簽： GPS 軟件接收機(jī) 基帶處理 算法研究
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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GPS的CA碼捕獲跟蹤源代碼 一些源代碼 可以用于仿真 希望有用
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：caozhizhi
近年來(lái)，GPS技術(shù)迅速發(fā)展，并隨著3G時(shí)代的到來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊，需求量與日俱增。與此同時(shí)，隨著電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，上市時(shí)間日益縮短，集成電路設(shè)計(jì)方法面臨重大變革。因此采用新型方法學(xué)來(lái)設(shè)計(jì)GPS接收系統(tǒng)是必要的。 本文基于GPS原理，采用可復(fù)用的IP技術(shù)和軟硬協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種高性能的GPS SOC接收系統(tǒng)。論文首先分析了GPS信號(hào)解調(diào)的原理，提出了一種高性能的捕獲和跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)說(shuō)明了其工作流程和設(shè)計(jì)原理。其次，基于高性能總線的選取提出了整個(gè)基帶系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)，并闡明了總線上的各個(gè)模塊設(shè)計(jì)方法。采用了直接復(fù)用的測(cè)試手段和FPGA的測(cè)試平臺(tái)，縮短開(kāi)發(fā)周期，而且保證了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)測(cè)試的覆蓋率。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)最大特色在于易于集成到其它系統(tǒng)中，并且僅占用10個(gè)芯片端口，實(shí)現(xiàn)了IP化的設(shè)計(jì)目的。 最后本文介紹了測(cè)試過(guò)程中所采用的基于FPGA平臺(tái)的仿真驗(yàn)證方案和測(cè)試方法，并給出了最終的測(cè)試結(jié)果，達(dá)到了對(duì)衛(wèi)星信號(hào)搜索定位的目的。
標(biāo)簽： FPGA GPS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以其體積小、成本低和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)正逐步取代平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，成為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。 為了適應(yīng)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)小型化、低成本和高性能的發(fā)展方向，本文設(shè)計(jì)了DSP與FPGA相結(jié)合的系統(tǒng)方案：系統(tǒng)采用MEMS器件和高性能A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成慣性信號(hào)檢測(cè)單元，F(xiàn)PGA進(jìn)行I/O控制，DSP完成導(dǎo)航計(jì)算。方案綜合考慮了系統(tǒng)成本、計(jì)算速度、精度、體積等各方面的因素，并通過(guò)GPS、磁航向計(jì)等信息融合進(jìn)一步提高導(dǎo)航精度。 數(shù)據(jù)采集是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，本文數(shù)據(jù)采集由信號(hào)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換和。FPGA等幾部分組成。其中，F(xiàn)PGA是整個(gè)數(shù)據(jù)采集部分的核心，其主要功能包括：實(shí)現(xiàn)了ADC控制邏輯和時(shí)序生成；配置了FIFO寄存器，緩沖了ADC與DSP之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；擴(kuò)展了UART串口，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的外部信息接口。在完成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)各功能模塊進(jìn)行了全面的半實(shí)物仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)方案及各主要功能模塊的可行性。 論文簡(jiǎn)述了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用背景及發(fā)展?fàn)顩r，介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理，設(shè)計(jì)了基于DSP/FPGA的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各部分硬件電路以及FPGA功能模塊，并通過(guò)搭建硬件驗(yàn)證平臺(tái)和利用第三方仿真軟件，對(duì)傳感器的性能以及FPGA各功能模塊進(jìn)行了較全面的驗(yàn)證和仿真。結(jié)果表明：基于DSP/FPGA的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)能夠滿足應(yīng)用的要求，并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)簽： DSPFPGA 捷聯(lián) 慣性導(dǎo)航 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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UBLOX GPS 模塊NEO-6M規(guī)格書(shū)
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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·《自動(dòng)化控制雜志》Nuts.and.Volts.28-03.-.Mar.2007.-.Build.a.Test.Bench.Power.Supply
標(biāo)簽： Supply Build Bench Volts
上傳時(shí)間： 2013-07-05
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