發(fā)布時間：2020-12-07 13:43

　　目前,全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS）在各個領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的使用,各國開始研制自己的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)以滿足各方面的需求。同時,由于多模導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾性強、兼容性強、定位精度高,因此多模接收機的研制成為近年來的研究熱點。本文針對雙模GPS/BDS接收機進行研究,主要是為了解決多模接收機在弱信號環(huán)境下的捕獲問題,保證接收機在不同場景下的可用性。本文研究雙模接收機的捕獲算法,并基于ISE用Verilog語言將其在FPGA上實現(xiàn)。分析了三種常用的捕獲算法,包括匹配濾波器算法、FFT循環(huán)相關(guān)算法和部分匹配濾波器與FFT相結(jié)合（PMF-FFT）的捕獲算法。通過比較各算法的優(yōu)缺點確定采用基于PMF-FFT并結(jié)合了相干累加和非相干累加的算法,滿足了不同體制信號之間的兼容,實現(xiàn)了GPS L1 C/A信號和BDS B1信號均可捕獲。根據(jù)FPGA硬件資源的具體情況完成捕獲的設(shè)計,介紹了捕獲模塊的組成,并對各個子模塊的實現(xiàn)進行了敘述和仿真。測試結(jié)果顯示,該算法可以捕獲到載噪比為29dB-Hz的GPS信號、32dB-Hz的BDS信號,捕獲時... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 GPS/BDS接收機系統(tǒng)和信號特性
    2.1 GPS與BDS系統(tǒng)介紹
        2.1.1 GPS系統(tǒng)介紹
        2.1.2 BDS系統(tǒng)介紹
    2.2 GPS與BDS信號特性
        2.2.1 GPS信號特性
        2.2.2 BDS信號特性
    2.3 GPS與BDS信號功率
    2.4 GPS與BDS的多普勒效應(yīng)
    2.5 GPS與BDS的電文結(jié)構(gòu)
        2.5.1 GPS電文結(jié)構(gòu)
        2.5.2 BDS電文結(jié)構(gòu)
    2.6 本章小結(jié)
3 GPS/BDS雙模捕獲算法技術(shù)研究
    3.1 捕獲算法的基本原理
        3.1.1 相干累加
        3.1.2 非相干累加
        3.1.3 虛警概率和發(fā)現(xiàn)概率
    3.2 捕獲算法分析
        3.2.1 匹配濾波器算法
        3.2.2 FFT并行相關(guān)算法
        3.2.3 部分匹配濾波和FFT結(jié)合的捕獲算法
            3.2.3.1 PMF-FFT算法的性能分析
            3.2.3.2 PMF-FFT算法的檢驗量分析
            3.2.3.3 PMF-FFT算法的改進
        3.2.4 幾種捕獲方法的比較
        3.2.5 MATLAB對捕獲算法的仿真結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
4 GPS/BDS雙模捕獲算法的硬件設(shè)計
    4.1 硬件設(shè)計
    4.2 FPGA中捕獲主要模塊
        4.2.1 本地載波和下變頻
        4.2.2 偽碼生成環(huán)節(jié)
        4.2.3 低通濾波模塊
        4.2.4 部分匹配濾波器模塊
        4.2.5 FFT模塊
    4.3 FPGA資源消耗分析
    4.4 功能模塊仿真
        4.4.1 偽碼生成模塊
        4.4.2 信號處理模塊
        4.4.3 PMF-FFT模塊
    4.5 本章小結(jié)
5 捕獲算法性能測試與驗證
    5.1 測試方法與構(gòu)建
    5.2 測試結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]GPS/GLONASS接收機信號捕獲及其仿真[J]. 劉毓,鄒星.  計算機工程與應(yīng)用. 2011(01)
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博士論文
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碩士論文
[1]GPS/BD雙模接收機捕獲跟蹤算法研究及實現(xiàn)[D]. 徐曉波.西安科技大學(xué) 2013
[2]微弱GPS/北斗基帶信號捕獲研究與實現(xiàn)[D]. 陳慶.暨南大學(xué) 2013
[3]基于PMF-FFT的高動態(tài)擴頻信號快速捕獲算法研究與實現(xiàn)[D]. 倪媛媛.中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心） 2013
[4]FFT與串行相關(guān)相結(jié)合的GPS捕獲方法及FPGA實現(xiàn)[D]. 宋銳.大連理工大學(xué) 2013
[5]北斗B1 QPSK中頻信號優(yōu)化捕獲與跟蹤技術(shù)研究[D]. 黃雋祎.南京航空航天大學(xué) 2013
[6]GPS/BD雙模衛(wèi)星信號模擬器的數(shù)字信號實現(xiàn)[D]. 李曉敏.北京郵電大學(xué) 2013
[7]GNSS軟件接收機捕獲與跟蹤技術(shù)研究[D]. 辛富國.西安電子科技大學(xué) 2011
[8]高動態(tài)GPS/BD-2軟件接收機關(guān)鍵技術(shù)及其驗證平臺的設(shè)計與實現(xiàn)——鎖相環(huán)及快速捕獲方法的研究[D]. 劉華東.北京郵電大學(xué) 2010
[9]高靈敏度GNSS捕獲技術(shù)研究[D]. 侯維瑋.浙江大學(xué) 2010



本文編號：2903358