用AT91R40008设计高动态GPS接收机

在高动态GPS接收机中,由于要对多个通道连续跟踪,实时数据运算处理量大,因此对微处理器的性能要求较高。除性能外,对功耗和体积也有很高要求。在移动通信领域得到广泛应用的ARM微处理器具有性能高、体积小、功耗低、成本低的特点,选择ARM微处理器设计高动态GPS接收机非常合适。本文较详细介绍采用Atmel公司的ARM核微控制器AT91R40008设计高动态GPS接收机的过程。     

基于INS辅助的高动态GPS接收机算法研究

通过对弹载GPS接收机在实际应用中遇到问题的分析,提出了INS(inertialnavigationsystem)辅助GPS接收机的算法。采用不同性能的INS直接辅助GPS接收机,可以使弹载GPS接收机在多普勒频率发生较大变化时仍然保持锁定,而且陀螺漂移误差为0.01°/h的INS辅助GPS接收机后的动态应力误差比未辅助时减小了90%以上,提高了跟踪性能。对陀螺漂移误差为25.2°/h的INS进行紧耦合校正,并用校正后的结果辅助GPS接收机,动态应力误差比未校正前减小了20%以上。仿真结果表明,该算法在高动态环境下仍然可以使环路带宽足够小,在满足接收机动态性能的情况下,也保证了噪声性能。     

基于非线性滤波算法的高动态GPS定位模型

运动载体上的GPS接收机在高动态环境下运行时,由于接收机与卫星的相对加速度和速度均过大,测得的伪距和多普勒频移均存在较大的误差,而现有的GPS定位模型动态建模较为简单,导致系统在高动态环境下定位精度很低.提出一种改进的GPS系统模型,将接收机加速度信息引入到系统状态变量中进行估计,测量模型和状态模型均随接收到的卫星颗数而动态改变,并使用了平淡卡尔曼滤波进行定位解算,结果证明,使GPS系统在高动态环境下仍能得出较高的定位精度,并有定位模型的有效性和较强的鲁棒性.     

XW GPS500高精度高动态接收机

XW GPS500接收机是一款高精度、高动态、高性能的GPS接收机，在无SA时，自主定位精度可达1．1mCEP，数据更新率可达20Hz，是高精度、高动态领域的理想选择。     

GPS接收通道性能分析

对于一般用户来说,GPS的动态应用是非常熟悉的,同样的,一个GPS接收机也是一个动态测量系统,然而直到现在,一个GPS接收机的基本观测量(码和载波相位)在处理时,或多或少被当作带有白噪声输入的固定随机偏差过程。文章通过应用动态系统的方法来看待GPS接收机的误差特性,利用一种线型动态空间误差模型针对GPS接收机相关接收中产生的主要误差进行了分析,从而较好地解决了实际经验与理论之间的差异。     

提高GPS动态单点定位精度的偏移插值法

对于工作在动态单点方式下的GPS接收机，其C／A码的CEP定位精度一般在20m左右。而GPS的静态定位精度通常比动态单点定位精度约高一个数量级。为提高动态单点方式下GPS接收机的定位精度，本文依据静态定位的基本原理提出一种动态椭球重心偏移插值算法。这种插值算法将某个时段内由GPS接收机收到的动态定位信息进行处理，使这些信息变成准静态定位信息（遗传定位信息），用这些准静态定位信息和当前接收到的伪距动态定位信息计算出当前的实时定位信息。采用这种方法所计算的实时动态单点定位精度在运动轨迹向量的法线方向上可以达到5m以内。动态椭球重心偏移插值算法特别适合于对运动载体的定向导航。     

INS加速度信息辅助GPS载波跟踪方法研究

为了解决GPS接收机载波跟踪环路在高动态环境下很容易失锁的问题,提出了一种利用INS加速度信息来辅助接收机跟踪环路的方法。该方法利用INS和GPS组合滤波后的信息以及INS的加速度信息,计算多普勒变化率,加入到跟踪环路中,为载波跟踪提供辅助。文中通过仿真实验,完成了对该GPS定位精度以及跟踪环性能的分析验证。实验结果表明,利用INS加速度信息辅助GPS接收机,有效地降低了动态对载波环的影响,提高了载波环的动态跟踪性能,同时通过降低载波环噪声带宽,提高了载波环的跟踪精度。     

高动态数字化GPS软件接收机系统

为了研制高动态GPS软件接收机,本文利用TMS320C6713,GP2010和GP2021设计了软件接收机硬件平台.基于所选择的硬件平台,对捕获、码跟踪、载波跟踪算法的选择及其参数与接收机动态性能的关系进行分析.实验结果表明:理论分析和实验结果是吻合的,所研制的GPS接收机在速度12 km/s、加速度为10 g,加加速度为10 g/s、数据更新率为10 Hz的情况下,定位精度可达15 m.     

高动态GPS接收机的设计与仿真

与一般环境下卫星定位信号的接收相比,高动态环境下GPS信号产生较大的多普勒频移,产生较大的定位误差,因而对卫星定位信号接收机提出了较高要求:一是要更可靠地捕获卫星定位信号;二是接收机要具有低功耗、小型化、通用性的特点.针对上述要求,提出了采用FPGA的GPS接收机方案,给出了系统的总体设计以及各个主要模块的设计与仿真过程;并根据设计平台,进行了相关实验.实验结果表明,所设计的高动态GPS接收机能够很好地捕捉到卫星信号.系统具有体积小、灵活性强、易升级扩展等特点,在高端民用领域和相关军事领域都具有广阔的应用前景.     

一种崭新的基于ARM的GPS接收系统开发过程

本文介绍了一种崭新的基于ARM的GPS接收机的开发过程。考虑到GPS接收机在动态环境中精确定位同时降低成本的要求，本文选择了ARM作为接收机的处理器核。另外为了增强GPS的室内接收能力，必须给典型的GPS—OEM板添加的两块芯片。这两块芯片是GL—HSRF和GL-16000，其中GL-HSRF是一种高灵敏的GPS射频调谐电路芯片，而GL-16000是一种基带数字芯片。从而使整个GPS系统的设计具有创新性，其功能也更加强大。     

复杂环境下INS辅助GPS跟踪环路研究

为实现超紧INS/GPS组合接收机跟踪高动态、微弱GPS信号,分析了超紧组合的基本结构,并根据载波环路噪声与带宽的关系,研究并设计了一种INS辅助GPS接收机载波和码跟踪环路的具体实现方案.整个环路进行r仿真.结果表明:载噪比为45 dB/Hz时,载波和码环带宽可降至2,0.03 Hz;而在满足带宽大于或等于20,0....     

基于ARM微控制器的GPS接收机的研究与设计

介绍了GPS的定位原理及算法,在此基础上,提出了一种基于ARM微处理器的GPS接收机的设计方案。该GPS接收机采用Atmel公司生产的ATR0600芯片作为接收机的射频前端,内嵌ARM7核的ATR0620芯片作为接收机的数字基带处理器,并阐述了外围扩展电路及软件设计。该GPS接收机具有体积小、功耗低、性能高的特点。     

高动态下GPS信号跟踪环路的仿真研究

GPS信号跟踪过程是GPS接收机的核心组成部分,它是将捕获阶段得到的各项参数进行精确估计的过程,实现本地生成信号与输入信号的准确同步。以高动态环境为前提,模拟生成GPS信号,改变卫星信号的加加速度,模拟高动态下所引起的多普勒频移,分别使用传统跟踪环路与扩展卡尔曼滤波环路对信号进行跟踪。仿真结果显示,扩展卡尔曼滤波跟踪环路更加稳定,精度有所提高。     

基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法

针对传统全球定位系统(GPS)接收机在高动态环境下跟踪性能不理想,提出一种基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法。利用锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的方式代替传统单一跟踪环路,通过卡尔曼(Kalman)滤波器对接收机各跟踪通道中频信号进行综合处理。根据多条跟踪通道的伪距和伪距率残差对系统状态参量进行综合估计,并搭建Kalman滤波器的状态方程和量测方程,给出了跟踪环路反馈量,与传统标量跟踪模式下的跟踪性能进行了对比。仿真结果表明,基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法进入稳态时间减小了100 ms,位置误差精度提高了5 m,速度误差精度提高了近3 m/s,在接收机用户快速运动的环境下,能够很好地处理高动态信号。     

多通道GPS卫星信号仿真器设计与实现

立足于GPS卫星信号仿真技术,提出了基于DSP+FPGA的多通道GPS卫星信号仿真器硬件设计方案,概略介绍了硬件系统的基本架构,详细给出了基于此上的软件结构和程序流程,最后通过实验验证了该方案的可行性。实验结果表明,该方案设计的GPS仿真器信号逼真度高、可编程性强、使用灵活,并具有一定的动态性能,为GPS接收机的性能检测提供了有益的支持。     

GPS软件接收机载波跟踪环的设计实现

在接收机的信号优化问题的研究中,多普勒频移的跟踪是GPS信号解扩的关键技术之一.针对传统载波跟踪环路中由接收机加速度和加加速度引起的多普勒频移跟踪误差大的缺点,根据科斯塔斯(Costas)环实现载波跟踪的基本原理,为了减少信号误差,提出了接收机载波跟踪环路中鉴别器、滤波器和载波NCO的一种软件实现方法,推导出在不同动态环境下载波跟踪环路带宽和环路频率更新时间的理论值范围,最后对不同动态软件接收机接收的信号进行了跟踪仿真.结果表明:设计的载波跟踪环路功能正常,性能稳定,可快速精确地完成GPS信号的载波跟踪.     

基于Matlab的多普勒频率合成器设计与仿真

为了克服传统接收机接收到的高动态全球定位系统(Global Positioning System, GPS)信号存在多普勒频移现象的问题，对高动态GPS中频信号模拟器中的多普勒频率合成器进行了研究。设计了多普勒频率合成器的三个输入参数，运用合成的多普勒频率控制字作为载波数控振荡器(numerically controlled oscillator,NCO)的输入，采用NCO的正、余弦映射功能产生随时间变化的多普勒信号。仿真结果表明，该方法可以精确地模拟高动态参数，多普勒频率合成器的频率分辨率达到5.96×10^-4Hz，有效验证了该方法的正确性。     

旋转状态下GPS中频信号仿真研究

GPS技术在导弹制导、新型引信等高动态自旋载体中的应用时,天线的旋转导致接收到的信号被幅度调制,且载波多普勒频移变化有着一定的复杂性.考虑到实际中真实的高动态旋转状态下的信号难以采集到,提出了对信号进行数学建模后利用软件生成的方法.以安装在旋转载体上的单个GPS天线接收到的信号为研究对象,通过对载体的运动模型和中频信号参数的研究,给出了旋转状态下GPS中频信号的生成模型,并在研究的基础上对信号进行了仿真实现.仿真结果对研究弹载,箭载等GPS接收机有重要的理论研究价值.     

采用加速度传感器技术实现盲区定位的研究和开发

GPS是目前应用最广泛的定位技术,但动态环境和遮挡区域会造成接收机不能捕获和跟踪GPS信号,导致GPS功能失效,从而无法进行正常定位。采用加速度传感器与GPS相结合的方式,在GPS获得初始基准位置后,利用多种加速度传感器获取人员方向和速度等位置信息,根据获得的人员位置信息进行定位航位推算,从而实现在GPS盲区的定位。     

基于VRS网络的亚米级差分GPS接收机的设计

现在市场上亚米级差分GPS接收机设备昂贵,提出了基于VRS网络采用低成本GPS-OEM板设计亚米级的差分GPS接收机;首先介绍VRS系统的工作原理,应用VRS网络改正GPS的轨道误差、电离层、对流层和大气折射引起的误差,将高精度的差分信息通过GPRS发给移动站来提高接收机的定位精度;其次论证了差分GPS的定位原理;最后提出整个系统的方案设计,采用NovA-tel Superstar的OEM板处理GPS天线接收的卫星信息,同时对GPRS天线接收VRS网络的数据中心差分信息进行差分运算;单片机控制软件采用汇编语言和C语言来编写;系统的实验结果表明差分GPS接收机应用效果好,定位精度高,最重要的是降低了产品的成本.