GNSS接收機信號捕獲算法、抗干擾技術研究及FPGA實現(xiàn)
本文關鍵詞:GNSS接收機信號捕獲算法、抗干擾技術研究及FPGA實現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著基于位置服務需求的日益增長,GNSS接收機在強干擾、微弱信號的環(huán)境中的應用需求以及傳統(tǒng)接收機的性能局限性,引發(fā)了高靈敏度接收機技術的研究熱潮。高靈敏度捕獲技術通過提高接收機的處理增益,使其能夠捕獲傳統(tǒng)接收機所不能捕獲的微弱信號和干擾信號。 本文主要研究了GNSS接收機的捕獲算法,以及在于擾環(huán)境下的抗干擾技術;诓东@原理,提出了碼相位和頻率并行快速搜索的捕獲算法以及一些提高捕獲靈敏度的方案,并通過仿真實驗驗證方案的可行性,最后應用于實際,在我們自己GNSS接收機上得以實現(xiàn)。本文主要對一下內(nèi)容進行了介紹和研究。 (1)完整地介紹了GNSS系統(tǒng)的構(gòu)成;從衛(wèi)星信號發(fā)射的源端出發(fā),對衛(wèi)星信號的構(gòu)成及特征做了系統(tǒng)的介紹;介紹了我們自己的GNSS接收機軟硬件架構(gòu)和其主要模塊的功能。 (2)通過對捕獲搜索算法的介紹,提出了真正可以實現(xiàn)時頻二維搜索的捕獲算法即“多段匹配濾波器+快速傅里葉變換”架構(gòu)的捕獲算法。針對捕獲算法的性能和檢測判決策略、捕獲的主要參數(shù)以及各個模塊的功能進行了分析,最后給出了在工程實現(xiàn)中捕獲部分對外的接口。 (3)研究了各種干擾環(huán)境以及抑制干擾的方法,重點對窄帶干擾和轉(zhuǎn)發(fā)式干擾進行了研究,并提出了針對干擾的抗干擾技術。 (4)針對以上的研究提出的各種技術,本文列出了FPGA的工程實現(xiàn)方案,并對工程進行了仿真驗證。重點針對能夠提高靈敏度的方案進行驗證,主要有CIC降采樣濾波器的仿真測試、峰值檢測的新策略的仿真驗證。
【關鍵詞】:信號捕獲 CIC濾波器 峰值檢測 抗干擾技術 FPGA設計
【學位授予單位】:北京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:P228.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 論文研究背景9-11
- 1.1.1 美國GPS10
- 1.1.2 俄羅斯GLONASS10
- 1.1.3 歐盟Galileo10-11
- 1.1.4 中國北斗11
- 1.2 論文研究意義11-12
- 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排12-13
- 1.4 本章小結(jié)13-15
- 第二章 GNSS系統(tǒng)原理概述15-31
- 2.1 GNSS系統(tǒng)構(gòu)成15-16
- 2.2 GNSS-GPS衛(wèi)星信號的結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生原理16-21
- 2.2.1 GPS衛(wèi)星載波信號16-17
- 2.2.2 GPS偽隨機碼17-20
- 2.2.3 GPS導航電文20-21
- 2.3 GNSS接收機軟硬件架構(gòu)21-29
- 2.3.1 接收機硬件框架21-22
- 2.3.2 接收機軟件框架22-23
- 2.3.3 接收機主要功能模塊23-29
- 2.4 本章小結(jié)29-31
- 第三章 GNSS接收機捕獲算法研究31-49
- 3.1 GNSS接收機捕獲原理31-32
- 3.2 接收機捕獲策略與性能分析32-43
- 3.2.1 時頻二維搜索34-36
- 3.2.2 檢測判決策略36-39
- 3.2.3 捕獲性能分析39-41
- 3.2.4 相關參數(shù)分析41-43
- 3.3 捕獲流程43-46
- 3.3.1 下變頻43-44
- 3.3.2 降采樣44-45
- 3.3.3 非相干累加45-46
- 3.4 捕獲硬件接口46-48
- 3.5 本章小結(jié)48-49
- 第四章 GNSS接收機抗干擾技術研究49-61
- 4.1 干擾信號分析49-51
- 4.1.1 干擾類型49-50
- 4.1.2 干擾方式50
- 4.1.3 干擾影響機理50-51
- 4.2 抗窄帶干擾技術研究51-57
- 4.2.1 窄帶干擾抑制技術52-53
- 4.2.2 抗窄帶干擾設計53-55
- 4.2.3 干擾抑制55-57
- 4.3 抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾57-59
- 4.3.1 轉(zhuǎn)發(fā)干擾抑制57-58
- 4.3.2 抗轉(zhuǎn)發(fā)干擾設計58-59
- 4.4 本章小結(jié)59-61
- 第五章 GNSS接收機捕獲模塊的FPGA實現(xiàn)61-75
- 5.1 捕獲模塊的設計流程61-62
- 5.2 捕獲模塊的FPGA實現(xiàn)62-69
- 5.2.1 降采樣CIC濾波器FPGA實現(xiàn)62-63
- 5.2.2 時頻二維搜索FPGA實現(xiàn)63-65
- 5.2.3 抗窄帶干擾FPGA實現(xiàn)65-67
- 5.2.4 抗轉(zhuǎn)發(fā)干擾FPGA實現(xiàn)67-69
- 5.3 掃頻設計69-70
- 5.4 捕獲算法仿真70-74
- 5.5 上位機顯控交互界面74
- 5.6 本章小結(jié)74-75
- 第六章 總結(jié)與展望75-77
- 6.1 總結(jié)75-76
- 6.2 展望76-77
- 參考文獻77-81
- 致謝81-83
- 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文83
【參考文獻】
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,本文編號:269485
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