本文關(guān)鍵詞：高動(dòng)態(tài)GPS信號(hào)捕獲算法研究及仿真實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：GPS是當(dāng)前擁有客戶最多的一款衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，在衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域中占有重要位置。在高動(dòng)態(tài)情形下，由于GPS接收機(jī)和衛(wèi)星之間的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，信號(hào)載頻會(huì)引起較大的多普勒頻移及變化率，影響了GPS信號(hào)的捕獲準(zhǔn)確率，信號(hào)的捕獲是GPS接收機(jī)算法研究中較為關(guān)注的問(wèn)題，本文以高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究適合的GPS信號(hào)捕獲算法，為進(jìn)一步擴(kuò)展GPS導(dǎo)航在高動(dòng)態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用提供理論支撐。 本文針對(duì)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下信號(hào)的特點(diǎn)，論述了時(shí)域滑動(dòng)相關(guān)算法和FFT快速捕獲算法，從捕獲時(shí)間和運(yùn)算量上對(duì)兩種算法對(duì)比分析，證明了FFT快速捕獲算法更適合應(yīng)用在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下。在FFT快速捕獲算法理論基礎(chǔ)上，對(duì)該算法進(jìn)行了改進(jìn)，，通過(guò)C/A碼性能仿真驗(yàn)證了改進(jìn)后算法的正確性。針對(duì)FPGA設(shè)計(jì)電路，本文研究了捕獲電路邏輯設(shè)計(jì)方面的相關(guān)問(wèn)題，完成了相關(guān)模塊在FPGA上的實(shí)現(xiàn)方法，這些模塊包括：時(shí)鐘模塊、載波模塊、C/A碼發(fā)生器模塊、平均采樣模塊、復(fù)數(shù)乘法器模塊、FFT/IFFT模塊和峰值檢測(cè)模塊。為了節(jié)省FPGA資源降低成本，本文利用IP核簡(jiǎn)化FFT/IFFT模塊，并通過(guò)使用加法器降低實(shí)數(shù)乘法器數(shù)量改進(jìn)復(fù)數(shù)乘法器。本設(shè)計(jì)利用ISE仿真開(kāi)發(fā)軟件完成功能模塊的開(kāi)發(fā)任務(wù)，利用VHDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)捕獲算法相關(guān)模塊的功能。 本設(shè)計(jì)應(yīng)用在高動(dòng)態(tài)情況下，解決了多普勒效應(yīng)對(duì)GPS信號(hào)造成的干擾，并簡(jiǎn)化了GPS信號(hào)捕獲過(guò)程，減小了信號(hào)捕獲的運(yùn)算量，具有一定的實(shí)用性。高動(dòng)態(tài)GPS信號(hào)捕獲算法的研究，能夠?yàn)槲覈?guó)導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域提供參考，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：GPS 信號(hào)捕獲 平均采樣 FPGA
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 高動(dòng)態(tài) GPS 導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)11-12
• 1.2.2 接收機(jī)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 GPS 系統(tǒng)及信號(hào)的理論基礎(chǔ)14-20
• 2.1 GPS 系統(tǒng)簡(jiǎn)介14
• 2.2 GPS 信號(hào)結(jié)構(gòu)14-18
• 2.2.1 載波15-16
• 2.2.2 C/A 碼的相關(guān)特性和功率譜16-18
• 2.2.3 導(dǎo)航電文18
• 2.3 GPS 擴(kuò)頻通信的原理18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 GPS 信號(hào)捕獲算法改進(jìn)20-34
• 3.1 C/A 碼捕獲方法概述20-21
• 3.2 時(shí)域滑動(dòng)相關(guān)捕獲法21-23
• 3.3 基于 FFT 快速捕獲法23-28
• 3.3.1 基于 FFT 快速捕獲算法原理23-24
• 3.3.2 對(duì) FFT 快速捕獲算法的改進(jìn)24-26
• 3.3.3 兩種算法性能比較26-28
• 3.4 快速捕獲的參數(shù)設(shè)定28-33
• 3.4.1 捕獲電文長(zhǎng)度29
• 3.4.2 捕獲的頻率范圍和步長(zhǎng)29-31
• 3.4.3 捕獲門(mén)限的設(shè)定31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 GPS 信號(hào)捕獲的 FPGA 設(shè)計(jì)34-56
• 4.1 FPGA 設(shè)計(jì)方法34
• 4.2 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)34-37
• 4.2.1 ISE 10.1 簡(jiǎn)介34-35
• 4.2.2 VHDL 語(yǔ)言簡(jiǎn)介35
• 4.2.3 IP 核介紹35-36
• 4.2.4 IP 核在設(shè)計(jì)中的作用36-37
• 4.3 FFT 快速捕獲算法的電路設(shè)計(jì)37-38
• 4.4 捕獲電路中各模塊的設(shè)計(jì)38-55
• 4.4.1 時(shí)鐘模塊38-39
• 4.4.2 載波 NCO 模塊39-43
• 4.4.3 平均采樣模塊43-45
• 4.4.4 C/A 碼發(fā)生器45-47
• 4.4.5 改進(jìn)的復(fù)數(shù)乘法器47-49
• 4.4.6 FFT/IFFT 模塊49-53
• 4.4.7 峰值檢測(cè)模塊53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 薛文芳,邵定蓉,李署堅(jiān);GPS接收機(jī)中偽隨機(jī)碼快速捕獲技術(shù)的研究[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2003年06期

2 代燕,李洪祚,王孟芝;GPS接收信號(hào)捕獲方法的研究[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

3 趙麗;陳小惠;潘樹(shù)國(guó);;GPS頻域并行碼捕獲改進(jìn)算法[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2011年11期

4 高洪民 ,費(fèi)元春;GPS接收機(jī)射頻前端電路原理與設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2005年02期

5 李菊;陳禾;金俊坤;吳嗣亮;;基于FFT的兩種偽碼快速捕獲方案的研究與實(shí)現(xiàn)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2006年10期

6 王偉權(quán);劉昌孝;;用FPGA實(shí)現(xiàn)GPS的C/A碼發(fā)生器[J];桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

7 ;第九屆國(guó)際電子測(cè)量與儀器學(xué)術(shù)會(huì)議(ICEMI'2009)征文通知[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2009年01期

8 張大亮;黎勇;;擴(kuò)頻通信系統(tǒng)及MATLAB仿真[J];湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

9 牟榮增;李金海;閻躍鵬;;GPS信號(hào)快速捕獲方案中門(mén)限設(shè)定算法[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

10 劉圣忠;宋茂忠;胡國(guó)光;;一種基于FFT的GPS信號(hào)快捕算法[J];海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào);2008年02期

  本文關(guān)鍵詞：高動(dòng)態(tài)GPS信號(hào)捕獲算法研究及仿真實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：423536