本文關(guān)鍵詞：基于CUDA的GPS軟件接收機研究

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【摘要】：本文以基于CUDA的GPS軟件接收機為研究對象,利用CPU和GPU異構(gòu)計算平臺設計了軟件接收機,GPU負責捕獲和跟蹤中的大量相關(guān)運算,CPU負責導航解算等。利用英偉達公司推出的CUDA可以使GPU開發(fā)更簡單。與硬件接收機和傳統(tǒng)軟件接收機比,利用CUDA和GPU等新技術(shù)實現(xiàn)的軟件接收機具有靈活性更強、開發(fā)成本更低、通道數(shù)更多和研究更方便等優(yōu)點。本文在簡要闡述了本課題的研究目的和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀后,完成了以下幾項工作。(1)研究了衛(wèi)星導航基本理論、傳統(tǒng)接收機結(jié)構(gòu)和CUDA基本理論,進行了基于CUDA的GPS軟件接收機設計。衛(wèi)星導航基本理論主要包括信號結(jié)構(gòu)和定位原理。CUDA基本理論主要包括CUDA概述、CUDA軟件體系、CUDA計算架構(gòu)、CUDA存儲器模型和CPU+GPU異構(gòu)計算。分析了基于CUDA的軟件接收機的諸多優(yōu)點后,對基于CUDA的GPS軟件接收機進行了總體方案設計、軟件和硬件設計。(2)研究了信號捕獲基本理論,并進行了基于CUDA的信號捕獲模塊設計。信號捕獲基本理論包括信號捕獲概況和信號捕獲算法�；贑UDA的信號捕獲模塊設計包括數(shù)據(jù)的存儲映射、CPU和GPU中的功能映射、信號捕獲算法流程、信號捕獲算法驗證和信號捕獲算法優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化,該模塊66.2ms即可完成信號捕獲,效率較高。(3)研究了信號跟蹤基本理論,并進行了基于CUDA的信號跟蹤模塊設計。信號跟蹤基本理論包括相位鎖定環(huán)路、頻率鎖定環(huán)路、碼跟蹤環(huán)路和信號跟蹤環(huán)路�；贑UDA的信號跟蹤模塊設計包括數(shù)據(jù)的存儲映射、CPU和GPU中的功能映射、信號跟蹤環(huán)路流程和信號跟蹤環(huán)路驗證。(4)設計了位同步和幀同步模塊、奇偶校驗和電文譯碼模塊、衛(wèi)星軌道解算模塊和用戶導航解算模塊。衛(wèi)星軌道解算模塊和用戶導航解算模塊都包括算法、流程和驗證。研究基于CUDA的GPS軟件接收機可以為以后研究更多星座和頻點的軟件接收機打下堅實的基礎。
【關(guān)鍵詞】：GPS 軟件接收機 CUDA GPU
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-19
• 1.1. 研究目的和意義14-15
• 1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1. 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3. 本文的主要工作和章節(jié)安排17-19
• 第2章 基于CUDA的GPS軟件接收機設計19-34
• 2.1. 衛(wèi)星導航基本理論19-22
• 2.1.1. 信號結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.2. 定位原理21-22
• 2.2. 傳統(tǒng)接收機結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3. CUDA基本理論23-28
• 2.3.1. CUDA概述23-24
• 2.3.2. CUDA軟件體系24-25
• 2.3.3. CUDA計算架構(gòu)25
• 2.3.4. CUDA存儲器模型25-27
• 2.3.5. CPU+GPU異構(gòu)計算27-28
• 2.4. 基于CUDA的GPS軟件接收機設計28-33
• 2.4.1. 設計優(yōu)點28-30
• 2.4.2. 總體方案設計30-31
• 2.4.3. 軟件和硬件設計31-33
• 2.5. 本章小結(jié)33-34
• 第3章 基于CUDA的GPS信號捕獲技術(shù)研究34-48
• 3.1. 信號捕獲基本理論34-40
• 3.1.1. 信號捕獲概況34-36
• 3.1.2. 信號捕獲算法36-40
• 3.2. 基于CUDA的信號捕獲模塊設計40-47
• 3.2.1. 數(shù)據(jù)的存儲映射40-42
• 3.2.2. CPU和GPU中的功能映射42-43
• 3.2.3. 信號捕獲算法流程43-44
• 3.2.4. 信號捕獲算法驗證44-46
• 3.2.5. 信號捕獲算法優(yōu)化46-47
• 3.3. 本章小結(jié)47-48
• 第4章 基于CUDA的GPS信號跟蹤技術(shù)研究48-68
• 4.1. 信號跟蹤基本理論48-60
• 4.1.1. 相位鎖定環(huán)路48-54
• 4.1.2. 頻率鎖定環(huán)路54-56
• 4.1.3. 碼跟蹤環(huán)路56-59
• 4.1.4. 信號跟蹤環(huán)路59-60
• 4.2. 基于CUDA的信號跟蹤模塊設計60-67
• 4.2.1. 數(shù)據(jù)的存儲映射60-62
• 4.2.2. CPU和GPU中的功能映射62-63
• 4.2.3. 信號跟蹤環(huán)路流程63-64
• 4.2.4. 信號跟蹤環(huán)路驗證64-67
• 4.3. 本章小結(jié)67-68
• 第5章 導航解算技術(shù)研究68-83
• 5.1. 位同步和幀同步模塊68-70
• 5.1.1. 位同步68-69
• 5.1.2. 幀同步69-70
• 5.2. 奇偶校驗和電文譯碼模塊70-74
• 5.2.1. 奇偶校驗70-71
• 5.2.2. 電文譯碼71-74
• 5.3. 衛(wèi)星軌道解算模塊74-78
• 5.3.1. 衛(wèi)星軌道算法74-76
• 5.3.2. 衛(wèi)星軌道解算流程76-77
• 5.3.3. 衛(wèi)星軌道解算驗證77-78
• 5.4. 用戶導航解算模塊78-82
• 5.4.1. 用戶導航解算算法78-80
• 5.4.2. 用戶導航解算流程80-81
• 5.4.3. 用戶導航解算驗證81-82
• 5.5. 本章小結(jié)82-83
• 總結(jié)與展望83-84
• 參考文獻84-89
• 附錄 1 CUDA常用函數(shù)介紹89-90
• 附錄2原始數(shù)據(jù)壓縮方法90-91
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單91-92
• 致謝92

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：519632