基于FPGA的高动态GPS信号FFT快捕设计与实现

高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.系统的高动态特性即导航卫星和接收机之间径向距离和径向速度的影响,使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关法捕获,需要很长的捕获时间.为提高捕获性能,本文分析了一种频域FFT快速捕获方法,对GPS信号进行频域并行捕获,详细介绍了基于FPGA的具体实现,通过高动态GPS信号发生器的辅助实验,缩短了捕获时间,验证了算法的有效性,并给出了改进措施.     

基于FPGA的高动态GPS信号FFT快捕设计与实现

在高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.系统的高动态特性即导航卫星和接收机之间径向距离和径向速度的影响,使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关法捕获,需要很长的捕获时间.为提高捕获性能,本文分析了一种频域FFT快速捕获方法,详细介绍了基于FPGA的具体实现,通过高动态GPS信号发生器的辅助实验,缩短了捕获时间,验证了该算法的有效性,并给出了改进措施.     

基于FLL与PLL级联的高动态载波跟踪技术

高动态给载波的跟踪带来了很大的困难,本文研究采用锁频环（FLL）和锁相环（PLL）相结合的方法来实现载波跟踪。对常用的叉积自动频率跟踪环（CPAFC）提出了改进,改进后的鉴频算法具有更宽的鉴频范围和更小的估计误差。通过MATLAB对整体环路进行了仿真,结果表明该环路可实现在低信噪比、多普勒频移为±300 kHz、频率一次变化率为30 kHz/s下实现载波的跟踪。     

GPS载波跟踪环设计

本文实现了一种基于科斯塔回路(Costa)的GPS载波跟踪环硬件设计。该设计首先采用数字混频器使中频信号与GPS本地数字频率合成器产成的同相和正交信号进行混频,然后经过低通滤波器滤除高频分量,再通过基于CORDIC算法的反正切电路计算出频率偏差。最后用频率偏差去修正本地数字频率合成器的输出频率,以达到消除多普勒频移,跟踪载波频率相位的目的。文中详细介绍了各个模块的设计思路以及实现,并进行了仿真。仿真结果表明,该设计具有良好的实时性和精确度。     

导航信号载波跟踪环路的研究

针对动态环境下的GPS导航信号,研究了载波跟踪环路的设计.三阶锁相环能准确无误的跟踪频率斜升激励,环路参数较多,在噪声性能优化上拥有更广的自由度,采用二阶锁频环辅助三阶锁相环的载波跟踪环路,并给出了环路参数的设计方案,分析了环路参数对环路测量误差的影响.     

恒虚警差分累积GPS信号检测研究

在城市街道、峡谷、森林等环境里,GPS信号变得十分微弱.针对这些弱信号环境下捕获GPS信号的问题,将差分累积应用于GPS信号的检测.由于差分累积具有较大的多普勒频移容差,因此在克服由载波频移带来的累积衰减上具有优势.更主要地考虑到了不同的GPS信号捕获环境下,噪声背景的强度会发生变化.噪声强度的变化需要接收机自适应地调...     

基于卡尔曼滤波的北斗接收机高灵敏度跟踪算法研究

为了提升载波跟踪环路滤除噪声干扰的能力,引入一种作为可靠最优估计方法的卡尔曼滤波估计算法,用于解决高动态或弱信号环境载波跟踪环路难以稳定工作的问题.首先分析噪声对跟踪环路产生的影响,讨论采用卡尔曼滤波估计算法的理论设计依据,并且从环路结构、模型建立和优化设计三方面着手设计了自适应卡尔曼滤波跟踪环路.试验结果表明,无论在静态还是动态场景,其定位性能和精度与传统跟踪环路相比,均有较大幅度提升.     

Galileo/GPS卫星导航模拟源的FPGA算法设计与实现

Galileo卫星导航系统各频段信号中引入了多种新兴调制方式，是新一代卫星导航系统典型代表。目前可见星数量有限，给深入探索带来了一些困难，故采用“上位机+FPGA+DSP”架构设计实现了Galileo+GPS卫星导航信号模拟源，着重研究卫星导航模拟源FPGA端的算法，完成了多普勒频移模拟、副载波生成、偏置载波调制、伪距信号生成的工作，解决了各模块信号对齐的关键技术，产生了Galileo E1 OS和GPS L1 C/A中频信号。利用硬件接收机对生成的信号进行接收验证，实验结果表明，接收机能正确捕获跟踪定位，定位坐标与预设坐标相符，证明了仿真信号的正确性。     

GPS信号捕获跟踪环路的研究及实现

捕获跟踪环路的设计是GPS接收机设计中的关键技术之一。本文首先阐述了扩频通信系统中捕获与跟踪的基本原理;重点阐述了GPS信号捕获跟踪通路的整体设计方案,详细论述了捕获跟踪模块中初始态、捕获态、同步态及保护态的设计及实现;最后给出了仿真结果和基于FPGA验证的测试数据。运行结果表明设计的捕获跟踪环路功能正常,性能可靠,可完成GPS信号的捕获和跟踪。     

多普勒频移信号提取技术在超声血流检测中应用

文中介绍采用正交相位检测技术提取多普勒频移信号的方法及其数学模型分析，并简要介绍了各部分电路的工作原理。     

基于码存储的SGR信号跟踪实时性提高方法

在GPS软件接收机信号跟踪过程中,为了解决传统的八通道GPS跟踪方法耗时较长,提出了一种基于码存储的SGR信号跟踪方法。本文对传统的八通道的GPS码跟踪方法进行了分析与理论介绍,基于传统跟踪方法码产生耗时较多,提出了预存码的方法,并介绍了预存码方法的原理与程序流程,最后对两种方法进行了实验测试,通过传统方法与码存储方法的比较分析与仿真实现,证明了码存储方法能够消除码产生的时间,并且输出导航信息幅值不受影响。     

基于HSP430单片机的物流跟踪系统设计

本文提出了基于MSP430单片机的物流跟踪系统设计的一种新方法。该系统采用MSP430F147单片机作为控制芯片,运用GPS模块采集定位数据信息,通过GSM模块和AT命令以短信息的形式把GPS数据信息发送到监控中心,监控中心的计算机再对GPS数据信息和电子地图进行匹配,从而达到对货物进行实时定位监控的目的：同时在货物终端的液晶上还可以实时显示定位信息和接收到的短信息。     

基于GPS同步技术的电力动态监测系统的设计

设计了一种基于全球定位系统(GPS)的同步相量测量装置,用于广域测量系统(WAMS),实现对电力系统关键相量的实时监控。采用基于GPS同步时钟和数字信号处理器(DSP)实现的PMU利用DSP的输入捕获功能,在进行捕获GPS的PPS信号的方法的同时,也对捕获采样信号的频率进行跟踪。采用过零点采样与傅里叶算法相结合,进行信号采样和数据的处理,避免了因频率变化而引起数据误差,提高了PMU的采集精度及抗干扰性。     

一种BOC(1,1)信号码片跟踪的新算法

在未来的全球卫星导航定位系统中,二进制副载波(binary offset carrier)调制(BOC)将被广泛采用。由于BOC信号的自相关函数存在多个旁瓣,在信号的跟踪过程中可能存在误锁定,因此信号的准确跟踪是接收机中具有挑战性意义的问题之一。BOC调制具有几种不同的形式,本文针对BOC(1,1)信号自相关函数具有2个峰值为主峰一半的旁瓣以及频谱分散在中心频率的两侧等特点,提出了1种稳定跟踪技术,主要方法是改变旁瓣位置,减小旁瓣幅度,通过1个可调节系数,适应前置滤波器带宽对扩频信号的影响,得出理想的鉴别函数,去除误跟踪点;并且其抗多径能力要优于传统方法。     

无人飞行器巡检输电线路的杆塔和导线跟踪算法

研制了一种无人飞行器(UAV)巡线系统,利用可见光相机、红外热像仪、紫外成像仪对输电线路、杆塔、绝缘子等输电设备进行综合检测。提出了一种杆塔和导线跟踪算法,在已知UAV当前位置以及巡检线路中杆塔GPS信息的前提下,利用由GPS信息快速计算两点间距离的算法和地理坐标系转换,计算出相机对于杆塔和导线的理想拍摄角度,进一步对云台角度进行自动调节,实现巡线过程中对杆塔和导线的跟踪。同时,文中讨论了该算法对于GPS定位精度的要求,并通过试验证明了该算法的可行性。     

USB接口GPS中频信号采样器研究与实现

提出了一种模块化的GPS中频信号采样器设计方法基于GPS射频前端芯片来设计信号前端电路;利用FPGA实现了射频前端与USB之间数据实时高速传输;提出了采样率转换在FPGA中实现的方法和适合本采样器的信号验证算法系统测试结果表明,该设计的GPS中频信号采样器信号验证算法高效准确可靠性高,适用于GPS软件接收机算法的开发与试验     

民用导航型C／A码GPS接收机动态定位的强跟踪卡尔曼滤波研究

本文提出了一种改进的强跟踪卡尔曼滤波算法,应用于ＧＰＳ动态定位获得明显效果,首先建立了一种新的ＧＰＳ动态定位滤波模型,该模型与以往采用的非线性卡尔曼滤波模型相比,滤波精度得到提高,且模型简单,系统运算量降低,实时性较好,然后,为了进一步提高滤波器的动态性能,改进了文献中的强跟踪滤波器,大大提高了滤波器的跟踪能力。     

GPS频域并行码捕获改进算法

针对基于FPGA平台的GPS L1信号的软件接收机捕获实时性差的问题,设计并实现了改进的GPS信号频域并行码相位捕获算法.首先分析了频域并行码相位捕获的理论模型,在此基础上采用平均采样方法对5 714点的数据进行下采样,平均采样后为1 024点,用Altera FFT IP核实现1 024点数据的FFT计算,实现算法的...