基于独立DSP平台的实时卫星导航接收机的设计

以TI公司的TMS320C6416芯片为例,设计实现了基于独立DSP芯片的通用卫星导航接收机平台,说明了如何通过单独的DSP平台实现中频卫星信号的采集、程序和数据的存储、线程调度等功能,以及如何支持多星座卫星导航接收机扩展。实验结果表明,根据本方案实现的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能。     

卫星导航软件接收机多采样率信号处理技术

研究了软件接收机多采样率信号处理技术.采用过采样技术来提高ADC的分辨率,实现对卫星导航微弱信号的检测.提出将软件接收机的软件设计成多采样率处理系统,即在捕获信号前首先对信号进行降速率处理,而跟踪环路工作时,依然采用降速率前的信号.仿真实验证明,该方案既可以提高对卫星导航微弱信号的检测能力,又能实时地实现对卫星导航信号的捕获和跟踪.     

高旋弹卫星导航接收机半实物仿真

半实物仿真是测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下工作性能的有效手段。为测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下的性能,阐述了二维弹道修正引信实现弹道修正的工作原理和北斗卫星导航接收机的基本工作原理;建立了高旋7自由度弹道模型;设计了半实物仿真系统,编写了仿真模型,并在RT-LAB实时仿真平台上运行;分别在非旋转条件和旋转条件下对卫星导航接收机进行了半实物仿真测试,仿真测试结果显示仿真机数据与弹上机转换后数据曲线重合。实验表明：半实物仿真系统可有效检验高旋炮弹卫星导航接收机功能和准确度。     

基于FPGA的12通道GPS数字相关器设计

分析了传统全球定位系统(GPS)接收机中相关器芯片的功能特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的GPS算法快速验证平台.采取模块化设计方法,在FPGA上使用硬件描述语言编码实现12通道数字相关器的功能逻辑,并利用ARM微控制器对相关结果进行基带处理,完成对GPS卫星信号的载波解调、C/A码跟踪以及导航电文解码,给出了对实时运行结果的分析.该数字相关器在提供较高定位精度的同时,其各个功能模块可以即时修改和测试,大大缩短了信号处理算法的开发周期.     

卫星导航接收机自动测试系统

为了满足卫星导航接收机整机性能快速、精确测试的需求,实现对导航接收机性能的自动测试,构建了一种基于NI PXI硬件平台,采用导航信号模拟器、虚拟仪器技术和Microsoft Visual Studio 2008软件进行开发的卫星导航接收机自动测试系统。系统实现了多导航接收机的定位精度、冷启动首次定位时间、热启动首次定位时间、捕获灵敏度、速度精度的并行自动测试。良好的人机交互界面与多接收机并行测试的稳定运行,大大缩短了测试时间,提高了测试效率。通过对北斗导航接收机大量测试,结果表明该卫星导航接收机快速测试系统对于导航接收机整机性能并行测试快速、有效。     

GLONASS卫星信号模拟器导航电文生成

导航电文的生成是GLONASS卫星信号模拟器研制中的关键部分,获得正确的导航电文信息是接收机实现定位、测速以及授时等功能的前提条件。为了满足接收机测试的需要,GLO-NASS卫星信号模拟器输出信号必须调制正确的导航电文。GLONASS卫星信号模拟器由模拟器仿真软件和信号生成单元组成。主要研究GLONASS卫星信号模拟器的软件部分。在分析GLONASS卫星信号模拟器结构和导航电文结构的基础上,详细介绍了GLONASS卫星信号模拟器中导航电文的生成过程。重点对从R inex文件中读取星历参数并转化成二进制格式导航电文的程序实现进行了深入研究,利用GLONASS接收机对卫星信号模拟器输出的仿真信号进行电文解析和定位解算,试验结果可以验证卫星信号模拟器中导航电文生成的正确性。     

一种灵活的导航接收机前端电路设计

世界上的卫星导航信号资源正不断得到完善和丰富,另外过去针对GPS C/A码的卫星导航接收机已经越来越不能满足实际需求了,这就使得发展多频多系统的卫星导航接收机变得可能而且必要了.但是,由于目前还没有合适的针对多频多系统的卫星导航接收机专用集成电路;因此作者利用市面上已有成熟的通用集成芯片,设计了一种能够兼容多种频率和多种系统的卫星导航接收机前端电路.针对不同的卫星导航信号,该前端电路的频率和信道带宽都可以容易地更改.     

基于FPGA和DSP的卫星导航接收机测试平台

介绍了一种基于高性能FPGA和DSP的卫星导航接收机多功能硬件测试平台,给出了平台的硬件框图.在该平台上实现了卫星信号的捕获跟踪,并给出了测试结果.     

基于DSP和FPGA的卫星信号模拟器设计与实现

为给卫星导航接收机的测试提供高稳定度、高精度、可复现的卫星信号,设计了一款卫星信号模拟器。该系统以DSP+FPGA作为核心芯片,并集成了射频上变频电路、高速D/A转换电路、Flash芯片和SDRAM芯片。系统可以实现GPS L1信号和BDS B1I、B2I、B3双模多频点卫星信号的模拟。利用商业接收机对硬件平台生成的卫星导航信号进行测试,定位结果验证了卫星信号模拟器设计的正确性,表明该系统达到了预期设计要求。     

基于UWB技术的无人机室内飞行测试平台设计

针对无人机在室内飞行时,因卫星信号差,不能实现室内自主导航飞行的问题,提出了一种利用导航接收机构造室内三维坐标地图,基于超宽带(UWB)技术的定位系统以获取无人机室内飞行位置信息,借助卫星导航模拟源实时地播发其获取的位置信息卫星信号,可实现无人机室内与室外自主导航飞行一致性。其中定位系统基站与标签设计均以STM32芯片作为控制器,DW1000作为无线收发芯片。为减小无线信号非视距(NLOS)传播影响,算法上先利用卡尔曼滤波模型对原始测距信息进行平滑滤波处理,再采用到达时间差(TDOA)进行定位计算。针对硬件时延,通过时延标校后,可实现基站与标签测距精度达到±10 cm范围,实现厘米定位,可应用于无人机室内飞行测试实验平台研究与搭建中。     

导航卫星信号模拟器伪距生成实时仿真研究

高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术.在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性.针对问题,提出了迭代计算与插值计算相结合的伪距生成方法,并采用方法对监测接收机和普通定位接收机用户进行了伪距数据的实时生成仿真和精度分析.结果表明方法能满足伪距数据生成的实时性和精度要求.     

卫星导航接收设备健康管理技术研究

针对卫星导航接收设备的技术特点和维护需求,基于故障检测与健康管理技术,提出了一种从射频前端、数字信号处理到算法实现全流程的预测与健康管理方案,搭建了卫星导航接收设备预测与健康管理系统体系结构。基于检测信息设置,完成信号处理与状态监测,开展卫星导航接收设备实时健康评估与寿命预测研究,根据评估与预测结果制定维护方案,实现卫星导航接收设备的健康管理。通过开展仿真试验与实际工程应用,验证了所设计的卫星导航接收设备健康管理方案的正确性与有效性,具有一定的工程推广价值。     

基于RX3605的导航接收机射频前端模块设计

设计了卫星导航接收机射频前端部分,介绍了以RX3605芯片为基础的导航接收机射频前端的组成及工作原理,同时对RX3605芯片的内容和应用特点进行了介绍。完成了以GPSL1／BDB2双频点双通道的卫星导航接收机射频前端的电路的集成设计。通过相关计算,估算出了射频前端接收链路的载噪比,通过实验对其可靠性进行了验证。本设计的射频前端模块高度集成,使得导航接收机变得更加小巧、灵活。     

虚拟星座伪卫星和双泄漏电缆覆盖的室内定位

为增强室内卫星导航信号,提出了一种双泄漏电缆覆盖的虚拟星座伪卫星室内二维定位方法。采用卫星导航模拟器产生多路虚拟轨道卫星信号,同时激励相互垂直的双泄漏电缆的末端,信号沿泄漏电缆轴向传输的同时,通过外导体上的一系列槽孔向室内空间辐射卫星导航信号,使卫星导航接收机能直接定位,输出概略位置和伪距观测量,再利用卫星间伪距差的二维定位算法对接收机位置进行二次解算。通过搭建硬件系统进行实地测试,证明能达到室内伪距定位的米级精度。     

北斗接收机在干扰下的性能研究

通过分析北斗接收机在复杂干扰环境下的性能问题,为抗干扰研究提供了更为专业的理论依据,在卫星导航直接序列扩频通信系统模型的基础上对导航系统在干扰下的误码率、等效载噪比及捕获能力等性能方面进行对比分析,并采用Matlab进行数字仿真。仿真结果表明,窄带干扰比均匀频带干扰对接收机的影响更大,导航信号的性能降低程度与干扰信号带宽及干扰实施的频率等因素有关,导航信号性能改善需要考虑以上多种因素的影响。     

QPSK调制与FEC差错控制在DVB系统中的应用

在简要介绍ＤＶＢ接收系统基本结构的基础上,分析了ＤＶＢ－Ｓ标准下数字卫星接收机呆变码率的ＱＰＳＫ解调和ＦＥＣ的差错控制技术,最后结合自行开发的ＤＶＢ数字卫星接收机对包含解调与ＦＥＣ功能的两种集成电路芯片了比较。     

基于GPS广播星历的载体速度和加速度多普勒测定方法

多普勒频移是GPS接收机的重要观测数据且具有高精度、实时性和不受周跳影响等特点,围绕多普勒观测值开展载体速度和加速度的实时获取方法研究.由于卫星速度和加速度获取的时效性和准确性是制约多普勒计算载体速度和加速度的关键,对广播星历实时计算卫星速度和加速度原理方程进行推导;建立基于广播星历的GPS多普勒计算载体速度和加速度模型后,分别开展静态和车载动态实验,结果表明:基于广播星历的GPS多普勒计算载体速度和加速度算法可满足车载导航精度要求.