【摘要】：隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速發(fā)展,各類北斗終端和相關(guān)算法的研究也面臨更多的挑戰(zhàn)。本文針對北斗導(dǎo)航信號模擬和北斗軟件接收機進行了研究,這兩項技術(shù)均具有一定的研究價值,其中:北斗導(dǎo)航信號模擬技術(shù)不僅可以為北斗終端研制提供測試環(huán)境,也可以為相關(guān)算法的研究提供數(shù)據(jù);而北斗軟件接收機則克服了硬件接收機不易升級、參數(shù)固定、靈活性差的缺點,并且可以用于導(dǎo)航算法驗證。本文具體研究內(nèi)容為:1.設(shè)計了北斗模擬源系統(tǒng)方案,由基于AV1443的硬件系統(tǒng)和北斗導(dǎo)航信號模擬軟件組成。其中硬件系統(tǒng)采用FPGA+DDR2的讀寫式結(jié)構(gòu),由FPGA模塊控制DDR2的讀寫;導(dǎo)航模擬軟件采用CPU+GPU的異構(gòu)結(jié)構(gòu),由顯卡加速運行效率。2.完成了北斗中頻信號模擬算法。在分析北斗中頻信號結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立了信號傳播模型和誤差修正模型,實現(xiàn)了精確信號幾何傳播時延計算;為了實時控制模擬信號的碼相位和載波多普勒,建立了動態(tài)多普勒模型。3.為改善北斗導(dǎo)航信號模擬算法的執(zhí)行效率,使用CUDA平臺對北斗中頻信號模擬算法進行加速。在分析CUDA計算模型和儲存器類型的基礎(chǔ)上,將算法并行化,設(shè)計相應(yīng)的線程結(jié)構(gòu)以執(zhí)行核函數(shù),并采用相應(yīng)優(yōu)化,實現(xiàn)了算法效率的有效提升。4.利用本地補零序列實現(xiàn)了北斗信號捕獲,消除了NH碼對信號捕獲的影響;通過頻域分析,實現(xiàn)了NH碼相位和精確載波頻率的二維搜索。5.在實現(xiàn)北斗信號穩(wěn)定跟蹤的基礎(chǔ)上,對跟蹤得到的數(shù)據(jù)進行位同步、NH碼剝離、幀同步等處理,并最終實現(xiàn)定位解算。
[Abstract]:With the rapid development of Beidou satellite navigation system, many kinds of Beidou terminals and related algorithms are facing more challenges. In this paper, the Beidou navigation signal simulation and the Beidou software receiver are studied. These two techniques have certain research value. Beidou navigation signal simulation technology can not only provide a test environment for the development of Beidou terminal, Beidou software receiver can overcome the disadvantages of hardware receiver which is difficult to upgrade, fixed parameters, poor flexibility, and can be used to verify the navigation algorithm. The specific contents of this paper are as follows: 1. The scheme of Beidou analog source system is designed, which is composed of hardware system based on AV1443 and simulation software of Beidou navigation signal. The hardware system adopts the read-write structure of FPGA DDR2, the FPGA module controls the reading and writing of DDR2, and the navigation simulation software adopts the heterogeneous structure of CPU GPU, which accelerates the running efficiency by the graphics card. Beidou if signal simulation algorithm is completed. On the basis of analyzing the structure of Beidou intermediate frequency signal, a signal propagation model and an error correction model are established to calculate the geometric propagation delay of the accurate signal, in order to control the code phase and carrier Doppler of the analog signal in real time. A dynamic Doppler model was established. In order to improve the efficiency of Beidou navigation signal simulation algorithm, the CUDA platform is used to accelerate the Beidou if signal simulation algorithm. On the basis of analyzing the CUDA computing model and storage type, the algorithm is parallelized, and the corresponding thread structure is designed to execute the kernel function, and the corresponding optimization is adopted to realize the efficient improvement of the algorithm. 4. The Beidou signal acquisition is realized by using local complementary zero sequence, and the influence of NH code on signal acquisition is eliminated, and the 2-D search of NH code phase and accurate carrier frequency is realized by frequency domain analysis. 5. On the basis of the steady tracking of Beidou signal, bit synchronization, NH code stripping, frame synchronization and so on are processed, and finally the location solution is realized.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN967.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2265726