【摘 要】
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近年来,GPS导航在全球卫星导航领域发挥了巨大作用,随着该领域的激烈竞争,各大国都致力于发展自己的核心高精度卫星导航系统。接收机是卫星导航系统用户端的核心部分,接收机
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近年来,GPS导航在全球卫星导航领域发挥了巨大作用,随着该领域的激烈竞争,各大国都致力于发展自己的核心高精度卫星导航系统。接收机是卫星导航系统用户端的核心部分,接收机捕获跟踪到卫星信号后进行伪距计算和提取电文以实现定位。本文针对接收机高稳定和高精度的要求提出一种基于ARM+FPGA平台的卫星接收机设计方案。 本文在分析卫星信号体制和捕获跟踪算法的基础上,设计了一种基于ARM和FPGA的卫星接收机硬件平台,开发了相应的软件,并应用于实际工程。首先,说明接收机硬件系统组成,提出芯片选型方案,对硬件电路进行信号实时性分析,硬件构成包含三个部分:以ARM为主的基带信号处理,以FPGA为主的相关器通道和ARM与FPGA之间信号的交互;其次,分析卫星信号体制、导航电文结构和卫星位置计算方法;接着结合跟踪算法,进行相关器设计,包括载波锁定环路和伪码锁定环路的产生方法;最后,阐述了捕获策略的设计,提出二维搜索捕获方案和直方图法同步策略,给出算法在硬件的实现方式和算法的MATLAB验证结果。最终结合上位机软件,对硬件的通信接口进行交互测试,根据串口输出数据,分析测试结果。 本文阐述了硬件设计的关键技术,给出基于ARM+FPGA硬件平台的卫星接收机的详细设计流程,对卫星信号捕获算法进行分析和改进,并验证算法的正确性,最后给出仿真结果和误差分析,说明本设计的可行性和正确性,同时也证明其性能良好,为下一步同步算法改进的研究提供基础。
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