【摘要】：隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的快速發(fā)展,各類北斗終端和相關算法的研究也面臨更多的挑戰(zhàn)。本文針對北斗導航信號模擬和北斗軟件接收機進行了研究,這兩項技術均具有一定的研究價值,其中:北斗導航信號模擬技術不僅可以為北斗終端研制提供測試環(huán)境,也可以為相關算法的研究提供數(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,并且可以用于導航算法驗證。本文具體研究內(nèi)容為:1.設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的讀寫式結構,由FPGA模塊控制DDR2的讀寫;導航模擬軟件采用CPU+GPU的異構結構,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構的基礎上,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上,將算法并行化,設計相應的線程結構以執(zhí)行核函數(shù),并采用相應優(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.
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN967.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;《中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)》白皮書[J];衛(wèi)星應用;2016年07期

2 曹義昆;丁傳紅;郝春朝;;衛(wèi)星導航信號模擬源的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];中國新通信;2016年12期

3 孟騫;曾慶化;劉建業(yè);馮紹軍;;北斗軟件接收機中GEO衛(wèi)星定位策略[J];中國慣性技術學報;2016年03期

4 嚴昆侖;章紅平;張?zhí)嵘?牛小驥;;NH碼對新一代GNSS信號捕獲跟蹤的影響[J];武漢大學學報(信息科學版);2015年05期

5 劉國峰;孟小紅;劉洪;;用GPU提速地震資料單程波有限差分疊前深度偏移(英文)[J];Applied Geophysics;2012年01期

6 顧青;高能;包珍珍;向繼;;基于GPGPU和CUDA的高速AES算法的實現(xiàn)和優(yōu)化[J];中國科學院研究生院學報;2011年06期

7 侯博;謝杰;劉光斌;;衛(wèi)星信號模擬器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];電訊技術;2011年05期

8 肖漢;張祖勛;;基于GPGPU的并行影像匹配算法[J];測繪學報;2010年01期

9 鄒巖;楊志義;張凱龍;;CUDA并行程序的內(nèi)存訪問優(yōu)化技術研究[J];計算機測量與控制;2009年12期

10 王艷;何憑宗;;基于VC++的Google Earth KML地標文件的自動生成及應用[J];北京測繪;2009年02期

相關博士學位論文 前4條

1 謝非;北斗軟件接收機及慣性/衛(wèi)星超緊組合導航關鍵技術研究[D];南京航空航天大學;2014年

2 唐滔;面向CPU-GPU異構并行系統(tǒng)的編程模型與編譯優(yōu)化關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2012年

3 祖秉法;“北斗二號”民用軟件接收機關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

4 丁繼成;弱信號條件下GPS接收機關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 周偉;嵌入式實時北斗接收機軟件研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

2 竇爽;北斗信號的捕獲跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學;2014年

3 武昶;基于GPU的GPS軟件接收機設計與實現(xiàn)[D];北京理工大學;2014年

4 董俊杰;基于Matlab的北斗二代B1頻點軟件接收機研究與實現(xiàn)[D];長安大學;2014年

5 鄒力涵;北斗二代軟件接收機關鍵技術研究[D];西安電子科技大學;2014年

6 羅正平;北斗二號民用軟件接收機的算法研究與仿真[D];電子科技大學;2012年

7 陳振宇;基于BOC調(diào)制的導航信號精密模擬方法研究[D];國防科學技術大學;2011年

8 辛富國;GNSS軟件接收機捕獲與跟蹤技術研究[D];西安電子科技大學;2011年

9 徐敏;實時GPS軟件接收機研究與實現(xiàn)[D];上海交通大學;2007年

10 張會鎖;GPS接收機軟件處理方法[D];西安電子科技大學;2000年

，

本文編號：2265726