本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器的DSP算法與軟件設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 衛(wèi)星導(dǎo)航 信號(hào)模擬器 DSP FPGA 中頻信號(hào)

【摘要】：衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器能夠根據(jù)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀況和信號(hào)傳輸環(huán)境,產(chǎn)生設(shè)定場(chǎng)景下用戶接收到的導(dǎo)航信號(hào),為接收機(jī)的研制開(kāi)發(fā)及測(cè)試提供高精度的信號(hào)源,為驗(yàn)證導(dǎo)航定位算法提供測(cè)試環(huán)境。本文圍繞衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器的算法設(shè)計(jì)及其在DSP中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行研究,主要完成的工作有:1.根據(jù)參數(shù)計(jì)算的復(fù)雜度和多通道實(shí)時(shí)性的要求設(shè)計(jì)了模擬器中頻信號(hào)產(chǎn)生方案,采用DSP完成了導(dǎo)航電文的生成和衛(wèi)星信號(hào)參數(shù)的計(jì)算,利用FPGA實(shí)現(xiàn)了副載波和C/A碼數(shù)據(jù)的生成以及信號(hào)的調(diào)制。設(shè)計(jì)了DSP與FPGA數(shù)據(jù)交互的地址協(xié)議,通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口實(shí)現(xiàn)了它們之間的通信。采用DSP響應(yīng)定時(shí)中斷的方式,實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。2.DSP部分完成了對(duì)本地時(shí)間到GPS時(shí)的轉(zhuǎn)換、衛(wèi)星可見(jiàn)性判斷和導(dǎo)航電文生成;建立空間傳播誤差模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境參數(shù)的模擬;采用迭代算法完成了信號(hào)傳播時(shí)延的計(jì)算,并利用信號(hào)發(fā)射時(shí)刻實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航電文和C/A碼的對(duì)齊;對(duì)傳播時(shí)延采取線性近似的方法,推導(dǎo)了帶多普勒頻移的控制字計(jì)算公式,實(shí)現(xiàn)了對(duì)載波頻率和碼頻率的精確控制。3.采用軟硬件接收機(jī)對(duì)模擬器產(chǎn)生的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行測(cè)試,將接收機(jī)捕獲得到的多普勒頻移和碼相位與設(shè)定值進(jìn)行比較,分析了誤差原因。接著給出定位結(jié)果,進(jìn)一步驗(yàn)證了模擬器的有效性。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星導(dǎo)航 信號(hào)模擬器 DSP FPGA 中頻信號(hào)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(hào)模擬器的研究背景12-13
• 1.1.2 衛(wèi)星信號(hào)模擬器的研究意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國(guó)外模擬器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)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(nèi)容安排17-18
• 第二章 GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器方案設(shè)計(jì)18-26
• 2.1 GPS信號(hào)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(hào)生成方案設(shè)計(jì)23-26
• 2.4.1 數(shù)字中頻信號(hào)模型23-24
• 2.4.2 中頻信號(hào)方案設(shè)計(jì)24-26
• 第三章 DSP程序的軟件開(kāi)發(fā)與接口設(shè)計(jì)26-42
• 3.1 DSP程序開(kāi)發(fā)26-38
• 3.1.1 C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)過(guò)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(shè)計(jì)38-42
• 3.2.1 DSP與上位機(jī)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(shí)現(xiàn)42-66
• 4.1 時(shí)間轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換43-45
• 4.2 判斷衛(wèi)星可見(jiàn)性45-47
• 4.3 導(dǎo)航電文的產(chǎn)生47-52
• 4.4 計(jì)算信號(hào)傳播時(shí)延52-56
• 4.4.1 幾何傳輸時(shí)間52-54
• 4.4.2 衛(wèi)星鐘差54
• 4.4.3 電離層延時(shí)54
• 4.4.4 對(duì)流層延時(shí)54-56
• 4.5 衛(wèi)星信號(hào)參數(shù)計(jì)算56-66
• 4.5.1 衛(wèi)星信號(hào)控制參數(shù)計(jì)算56-64
• 4.5.2 衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)計(jì)算64-66
• 第五章 測(cè)試結(jié)果及分析66-75
• 5.1 軟件接收機(jī)測(cè)試結(jié)果及分析66-71
• 5.1.1 捕獲結(jié)果及分析66-68
• 5.1.2 跟蹤結(jié)果及分析68-70
• 5.1.3 定位結(jié)果及分析70-71
• 5.2 硬件接收機(jī)測(cè)試結(jié)果及分析71-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

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本文編號(hào)：611734