本文關(guān)鍵詞：北斗二代導(dǎo)航接收機基帶處理的算法與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)在導(dǎo)航、測繪、天文、軍事、通訊等不同領(lǐng)域得到推廣,許多地區(qū)和國家都在進行衛(wèi)星導(dǎo)航接收機的開發(fā)。隨著北斗系統(tǒng)空間信號接口控制(ICD)文件的公布,我國自主研發(fā)的“北斗二代”導(dǎo)航系統(tǒng)也逐步完善。基帶信號處理部分的研究對發(fā)展我國未來衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)有非常重要的意義,是北斗二代導(dǎo)航接收機性能好壞的關(guān)鍵。為此,本文重點研究基帶信號處理中的信號捕獲和跟蹤算法,然后用硬件描述語言設(shè)計各個模塊并進行仿真驗證。主要工作表現(xiàn)在以下方面:首先,本文介紹了北斗二代信號的特點、調(diào)制方式和構(gòu)成,分析了導(dǎo)航電文、載波、偽隨機碼的結(jié)構(gòu)與生成;然后闡述了接收機結(jié)構(gòu)、定位原理、原始觀測量的捕捉以及下變頻理論基礎(chǔ);最后根據(jù)理論分析在Simulink平臺中搭建了北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)送端模型和接收端模型。其次,本文研究了北斗二代信號基帶數(shù)據(jù)處理中的捕獲原理和算法。分析和比較時域串行相關(guān)捕獲算法、基于匹配濾波器的捕獲算法、基于快速傅立葉變換的并行捕獲算法以及基于PMF/FFT的并行捕獲算法。重點對基于PMF/FFT的算法進行建模仿真。然后研究了北斗二代信號跟蹤原理和算法,分析了載波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)的結(jié)構(gòu)以及特點,設(shè)計了跟蹤算法的整體框架,并根據(jù)理論分析在Simulink平臺中搭建了跟蹤算法模型。最后,本文給出了硬件設(shè)計方案,利用Verilog HDL語言在FPGA硬件平臺對算法進行邏輯實現(xiàn)。然后對設(shè)計的數(shù)字基帶處理實現(xiàn)方案中的重要模塊進行詳細(xì)分析,給出設(shè)計思路、模塊結(jié)構(gòu)、實際接口列表,并對實現(xiàn)過程進行闡述,再用Modelsim對代碼進行功能仿真。最后給出了硬件仿真結(jié)果、綜合報表、資源使用情況,驗證了算法的性能。
【關(guān)鍵詞】：北斗二代 接收機 基帶信號處理 信號捕獲 信號跟蹤 FPGA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN965.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2 導(dǎo)航接收機的發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.1 導(dǎo)航接收機國外發(fā)展現(xiàn)狀18
• 1.2.2 導(dǎo)航接收機國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀18
• 1.3 本論文研究目的及意義18-19
• 1.4 本論文的主要內(nèi)容19
• 1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排19-21
• 第二章 接收機原理及北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)仿真平臺21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 北斗二代信號結(jié)構(gòu)21-25
• 2.2.1 導(dǎo)航電文22-23
• 2.2.2 載波23-24
• 2.2.3 偽隨機碼24-25
• 2.3 接收機原理25-29
• 2.3.1 北斗二代導(dǎo)航接收機結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3.2 定位原理26-27
• 2.3.3 原始觀測量獲取27-28
• 2.3.4 下變頻理論基礎(chǔ)28-29
• 2.4 北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)模型29-31
• 2.4.1 北斗二代信源/信道模型29-30
• 2.4.2 北斗二代導(dǎo)航接收機模型30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 接收機基帶處理中捕獲算法研究32-53
• 3.1 引言32
• 3.2 北斗二代衛(wèi)星信號的捕獲原理32-33
• 3.3 捕獲參數(shù)分析33-35
• 3.3.1 搜索步長34
• 3.3.2 捕獲門限34
• 3.3.3 多普勒搜索空間34-35
• 3.4 捕獲算法分析35-48
• 3.4.1 時域串行相關(guān)捕獲算法35-38
• 3.4.2 基于匹配濾波器的捕獲算法38-40
• 3.4.3 基于快速傅里葉變換的并行捕獲算法40-42
• 3.4.4 基于PMF/FFT的并行捕獲算法42-43
• 3.4.5 性能比較分析43-48
• 3.5 基于PMF/FFT的并行捕獲算法仿真48-52
• 3.5.1 匹配濾波器長度及FFT點數(shù)對捕獲結(jié)果的影響49-50
• 3.5.2 不同信噪比對捕獲結(jié)果的影響50-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 接收機基帶處理中跟蹤算法研究53-62
• 4.1 引言53
• 4.2 北斗二代衛(wèi)星信號的跟蹤原理53-54
• 4.3 載波跟蹤環(huán)54-56
• 4.4 碼跟蹤環(huán)56-57
• 4.5 北斗二代信號跟蹤算法仿真57-61
• 4.5.1 跟蹤模塊仿真模型57
• 4.5.2 跟蹤模塊仿真流程57-58
• 4.5.3 碼環(huán)跟蹤模型及仿真結(jié)果58-60
• 4.5.4 載波環(huán)跟蹤模型及仿真結(jié)果60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第五章 算法的FPGA實現(xiàn)62-78
• 5.1 引言62
• 5.2 FPGA設(shè)計概述62-63
• 5.3 整體邏輯實現(xiàn)方案63-64
• 5.4 數(shù)字基帶處理具體模塊實現(xiàn)方案64-75
• 5.4.1 捕獲及跟蹤模塊65-66
• 5.4.2 載波NCO模塊66-68
• 5.4.2.1 模塊功能66-67
• 5.4.2.2 模塊接67
• 5.4.2.3 模塊實現(xiàn)67-68
• 5.4.3 碼NCO模塊68-69
• 5.4.3.1 模塊功能68
• 5.4.3.2 模塊接68-69
• 5.4.3.3 模塊實現(xiàn)69
• 5.4.4 偽碼產(chǎn)生模塊69-70
• 5.4.4.1 模塊功能69-70
• 5.4.4.2 模塊接70
• 5.4.4.3 模塊實現(xiàn)70
• 5.4.5 捕獲過程中相關(guān)器模塊70-72
• 5.4.5.1 模塊功能70-71
• 5.4.5.2 模塊接71-72
• 5.4.5.3 模塊實現(xiàn)72
• 5.4.6 FFT模塊72-73
• 5.4.7 跟蹤過程中相關(guān)器模塊73-75
• 5.4.7.1 模塊功能73-74
• 5.4.7.2 模塊接74
• 5.4.7.3 模塊實現(xiàn)74-75
• 5.5 測試結(jié)果75-77
• 5.5.1 捕獲模塊仿真75-76
• 5.5.2 跟蹤模塊仿真76-77
• 5.6 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-79
• 6.1 論文總結(jié)78
• 6.2 后續(xù)工作展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-82
• 個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果82-83
• 1.個人簡歷82
• 2.參加的科研項目82
• 3.獲得獎勵82-83

【參考文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳曉東;;GNSS二次編碼分析[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐曉;GNSS軟件接收機的研究與實現(xiàn)[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王勇松;高靈敏度GNSS關(guān)鍵接收技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：北斗二代導(dǎo)航接收機基帶處理的算法與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：371910