發(fā)布時間：2017-08-02 23:27

  本文關鍵詞：衛(wèi)星導航信號模擬器的DSP算法與軟件設計

  更多相關文章： 衛(wèi)星導航 信號模擬器 DSP FPGA 中頻信號

【摘要】：衛(wèi)星導航信號模擬器能夠根據(jù)接收機的運動狀況和信號傳輸環(huán)境,產(chǎn)生設定場景下用戶接收到的導航信號,為接收機的研制開發(fā)及測試提供高精度的信號源,為驗證導航定位算法提供測試環(huán)境。本文圍繞衛(wèi)星導航信號模擬器的算法設計及其在DSP中的實現(xiàn)過程進行研究,主要完成的工作有:1.根據(jù)參數(shù)計算的復雜度和多通道實時性的要求設計了模擬器中頻信號產(chǎn)生方案,采用DSP完成了導航電文的生成和衛(wèi)星信號參數(shù)的計算,利用FPGA實現(xiàn)了副載波和C/A碼數(shù)據(jù)的生成以及信號的調制。設計了DSP與FPGA數(shù)據(jù)交互的地址協(xié)議,通過外部存儲器接口實現(xiàn)了它們之間的通信。采用DSP響應定時中斷的方式,實現(xiàn)了衛(wèi)星導航信號數(shù)據(jù)的實時更新。2.DSP部分完成了對本地時間到GPS時的轉換、衛(wèi)星可見性判斷和導航電文生成;建立空間傳播誤差模型,實現(xiàn)了對環(huán)境參數(shù)的模擬;采用迭代算法完成了信號傳播時延的計算,并利用信號發(fā)射時刻實現(xiàn)了導航電文和C/A碼的對齊;對傳播時延采取線性近似的方法,推導了帶多普勒頻移的控制字計算公式,實現(xiàn)了對載波頻率和碼頻率的精確控制。3.采用軟硬件接收機對模擬器產(chǎn)生的衛(wèi)星信號進行測試,將接收機捕獲得到的多普勒頻移和碼相位與設定值進行比較,分析了誤差原因。接著給出定位結果,進一步驗證了模擬器的有效性。
【關鍵詞】：衛(wèi)星導航 信號模擬器 DSP FPGA 中頻信號
【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】：2016
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.1.1 衛(wèi)星信號模擬器的研究背景12-13
• 1.1.2 衛(wèi)星信號模擬器的研究意義13-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外模擬器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內模擬器研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文的主要研究工作16-17
• 1.4 本文的內容安排17-18
• 第二章 GPS衛(wèi)星信號模擬器方案設計18-26
• 2.1 GPS信號模擬器硬件方案18
• 2.2 數(shù)字基帶部分18-23
• 2.2.1 DSP模塊19-23
• 2.2.2 FPGA模塊23
• 2.2.3 D/A模塊23
• 2.3 模擬射頻部分23
• 2.4 模擬器中頻信號生成方案設計23-26
• 2.4.1 數(shù)字中頻信號模型23-24
• 2.4.2 中頻信號方案設計24-26
• 第三章 DSP程序的軟件開發(fā)與接口設計26-42
• 3.1 DSP程序開發(fā)26-38
• 3.1.1 C語言開發(fā)過程26-29
• 3.1.2 DSP硬件初始化29-37
• 3.1.3 DSP BootLoader37-38
• 3.2 DSP數(shù)據(jù)接口設計38-42
• 3.2.1 DSP與上位機的數(shù)據(jù)接口38
• 3.2.2 DSP與FPGA的數(shù)據(jù)接口38-42
• 第四章 DSP模塊主要算法實現(xiàn)42-66
• 4.1 時間轉換和坐標轉換43-45
• 4.2 判斷衛(wèi)星可見性45-47
• 4.3 導航電文的產(chǎn)生47-52
• 4.4 計算信號傳播時延52-56
• 4.4.1 幾何傳輸時間52-54
• 4.4.2 衛(wèi)星鐘差54
• 4.4.3 電離層延時54
• 4.4.4 對流層延時54-56
• 4.5 衛(wèi)星信號參數(shù)計算56-66
• 4.5.1 衛(wèi)星信號控制參數(shù)計算56-64
• 4.5.2 衛(wèi)星信號狀態(tài)參數(shù)計算64-66
• 第五章 測試結果及分析66-75
• 5.1 軟件接收機測試結果及分析66-71
• 5.1.1 捕獲結果及分析66-68
• 5.1.2 跟蹤結果及分析68-70
• 5.1.3 定位結果及分析70-71
• 5.2 硬件接收機測試結果及分析71-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 總結75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻77-80
• 致謝80-81
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李世光;楊軍;;衛(wèi)星導航信號模擬器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];現(xiàn)代電子技術;2015年07期

2 沙海;周兵;仝海波;張國柱;歐鋼;;一種GNSS信號模擬器高精度實時偽距計算優(yōu)化方法[J];中南大學學報(自然科學版);2014年10期

3 孫友禮;陳紫強;紀元法;李銀虎;;基于三階DDS的高動態(tài)衛(wèi)星信號多普勒模擬方法[J];桂林電子科技大學學報;2013年06期

4 鄧洪高;王帥;孫希延;紀元法;李銀虎;;GLONASS衛(wèi)星信號模擬器設計與實現(xiàn)[J];桂林電子科技大學學報;2013年03期

5 王海峰;張升康;王宏博;仲崇霞;;高動態(tài)GPS/BD2組合導航信號模擬器關鍵技術研究[J];宇航計測技術;2013年03期

6 趙爽;;2012年俄羅斯GLONASS系統(tǒng)發(fā)展及概況[J];衛(wèi)星應用;2013年02期

7 金延邦;張彩霞;;淺析GNSS發(fā)展現(xiàn)狀及應用[J];價值工程;2013年12期

8 紀龍蟄;單慶曉;;GNSS全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展概況及最新進展[J];全球定位系統(tǒng);2012年05期

9 侯博;謝杰;范志良;劉光斌;;多模衛(wèi)星信號模擬器設計與實現(xiàn)[J];計算機測量與控制;2012年01期

10 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

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁運斌;基于GPS的電離層監(jiān)測及延遲改正理論與方法的研究[D];中國科學院研究生院（測量與地球物理研究所）;2002年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志國;衛(wèi)星導航信號模擬器研究與實現(xiàn)[D];中北大學;2014年

2 高鵬;GPS模擬信號源基帶算法設計與軟件實現(xiàn)[D];電子科技大學;2012年

3 周渭民;基于DSP和FPGA的GPS衛(wèi)星信號模擬源的硬件設計[D];電子科技大學;2012年

4 劉市;基于FPGA+DSP的GPS數(shù)字中頻信號源設計[D];南京理工大學;2012年

5 肖晶晶;實時多通道GPS信號模擬器的設計與實現(xiàn)[D];清華大學;2011年

6 冀臻;GNSS衛(wèi)星信號模擬器研究與實現(xiàn)[D];中北大學;2011年

7 謝樹偉;高動態(tài)GNSS衛(wèi)星信號模擬器研究與設計[D];中北大學;2011年

8 彭鳴;GNSS衛(wèi)星信號模擬器的研究與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2010年

9 羅益鴻;導航衛(wèi)星信號模擬器軟件設計與實現(xiàn)[D];國防科學技術大學;2008年

10 段文娟;GPS接收機基帶處理器研究與設計[D];北京交通大學;2008年

，

本文編號：611734