一种星载GPS接收机设计及测试

为解决星载GNSS接收机具备高动态信号的跟踪与锁定功能,基于自行研发的星载GPS导航接收机,通过软件升级使其能够工作在LEO、GEO和更高轨道高度上,实现更快的信号捕获能力和对微弱信号的跟踪能力。文中给出了接收机的软硬件架构及功能描述,以及低轨道高动态条件下的模拟器测试结果,通过测试表明,文中给出的接收机具有高动态、微弱GNSS信号的捕获跟踪性能,具备星载搭载条件。     

软件GPS接收机弱信号捕获方法

为了提高软件GPS接收机弱信号捕获能力,研究了软件GPS接收机弱信号捕获的方法,分析了非相干积分的损耗和增益,通过非相干积分方法提高接收机灵敏度,对于存在多普勒频移的信号采用频率补偿方法改善非相干积分效果,采用实验方法确定检测门限,达到较好的检测效果。采用平方法测量精确频率,分析了不同条件下平方法的输出增益,仿真实验证明,合理选择数据长度和求和时间可以较大程度地改善频率分辨率。     

GPS软件接收机基带信号处理研究

GPS软件接收机相对传统硬件接收机,设计灵活,能够迅速分析、仿真、实现各类算法.本文主要针对GPS L1频率的C/A码信号,设计并实现了GPS软件接收机的基带处理部分,阐述了射频前端原理、并行码相位搜索捕获策略以及鉴频辅助跟踪环路,并推导了适应动态环境的三阶数字环路滤波器.仿真数据和实际中频数据测试表明:算法性能优越,能迅速捕获并锁定信号,获取导航数据.     

基于FFT的GPS快捕方法设计和实现

在GPS接收机中扩频信号的捕获是系统的关键技术之一.卫星和接收机的相对运动使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,传统的滑动相关的捕获方法需要很长的捕获实践.通过分析GPS的信号特征,推导出卫星信号和本地信号经过相关累加后成为以多普勒频率变化的正弦信号,证明了运用FFT方法可以快速估计出卫星信号的多普勒频率.同时详细介绍了基于此方法而设计的FPGA硬件方案,提出了一种分时复用的方法使12个通道共用一个FFT捕获硬件,提高了效率节省了面积.通过实验验证了改算法的有效性,缩短了捕获时间.     

GPS信号快速捕获算法及FPGA实现流程设计

针对GPS信号快速捕获的技术实现问题,提出了一种基于循环相关的快速捕获算法。详细分析了本地C／A码采样过程,阐述了中频信号的重采样技术,给出了快速捕获算法的FPGA实现架构,并进行了仿真实验。仿真结果表明,在信号功率为-130dB左右时,系统能捕获到GPS信号,并可明显节省系统硬件开销。     

DSSS接收机中PN码同步的FPGA实现

PN码同步是直接序列扩频通信系统实现正确解调的首要条件,由于发送端和接收端的时钟不同所造成的码片相位偏移将影响到传输数据的正确接收,因此根据PN码良好的自相关特性,提出了一种在基带数字信号处理中基于FPGA的能有效锁定发送端和接收端时钟,实现PN码同步的方案。并结合系统框图具体分析了同步捕获和跟踪中各个模块的功能和实现方法,跟踪模块中涉及到模拟电路部分的也给出了具体的电路设计,最后说明了调试过程中的一些问题及解决技巧。     

GPS接收机的迭代处理技术研究

导航接收机系统作为一种卫星导航系统的终端接收,在军事和民用方面都得到重大应用。高精确定位性能是导航接收机应用追求的目标。针对导航接收机工作环境各种复杂干扰,及为进一步提高导航接收机系统的抗干扰性能,提出了一种迭代处理技术的应用方案,并对方案可行性进行分析研究。通过应用迭代处理,在接收混合信号中消除了干扰信号影响,使得捕获跟踪精度提高以此提高GPS接收机的性能。理论分析和仿真结果表明,在GPS接收机中引入迭代处理技术能很好的提高系统抗干扰能力,干扰抑制效果更好。     

量化对GPS接收机捕获性能的影响

由于接收机输入端的信噪比对接收机的捕获性能具有很重要的意义,所以要尽量减少接收机输入端信噪比的损失,文中给出了含高斯白噪声的GPS信号经过不同量化位数和量化电平的量化器后的输出信噪比计算公式,在此基础上分析其对接收机捕获性能的影响,最后通过仿真实验说明接收机可以在不影响捕获性能的情况下尽量选择合适的量化位数和量化门限。实验结果也为量化器的设计提供了重要的技术参考。     

基于VC++的GPS软件接收机设计

由于GPS软件接收机具有需要硬件资源极少、可移植性强、开发新算法成本低等诸多优点,成为了新一代GPS接收机研制的热点.完成了基于快速傅里叶变换(FFT)算法的卫星信号的捕获算法、基于混合载波跟踪环的载波跟踪和码跟踪算法、卫星星历数据的提取及卫星状态解算算法和伪距测量算法等算法的仿真验证,介绍了基于VC++的GPS软件接收机的设计方法和过程.该软件接收机可以输出各个通道跟踪到卫星信号的载波频率、伪码频率及伪距,卫星星历及卫星状态,接收机的位置、速度信息以及各种DOP值等诸多信息.最后,给出了所开发的GPS软件接收机在实际GPS数字中频信号下的定位结果.结果表明,该软件接收机的定位误差在20 m以内.该GPS软件接收机系统采用纯软件的方法实现了硬件GPS接收机数字中频信号后的所有功能,算法修改灵活,可为进一步研究GPS接收机的各种算法提供一种方便快捷的仿真平台.     

GPS L5接收机的设计与实现

在GPS现代化过程中,GPS L5新信号采用了QPSK调试方式,它由数据支路和导频支路组成.为了开发GPS L5新信号接收机,在研究信号特征的基础上,给出了接收机的总体设计思路并讨论了相应的捕获技术、跟踪技术以及导航电文的译码技术.接收机信号处理基于FPGA实现,连接卫星导航模拟器,该接收机成功捕获、跟踪和解调了GPS L5信号,并得到了正确的定位结果.对接收机的输出结果进行了测试,证明了设计L5接收机过程中所采用方法的有效性和可行性.     

基于FPGA高动态GPS快速捕获协处理器设计实现

高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.由于系统的高动态特性,使GPS信号产生较大的载波多普勒频移和伪码多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关捕获,需要很长的捕获时间;采用传统的全匹配滤波器结构,消耗的硬件资源太大.为提高捕获性能,分析了一种改进的折叠匹配滤波器并采用相干累加和非相干累加相结合的快速捕获方法,对GPS信号进行码相位的并行捕获,详细介绍了基于FPGA的具体实现.     

基于多相滤波的数字接收机的FPGA实现

给出了一种基于多相滤波的数字信道化接收机的实现方法,系统的处理带宽为875MHz,解决了高速ADC与FPGA处理速度之间的矛盾。为了克服信道化接收机的接收盲区,采用信道重叠的方法,连续覆盖瞬时带宽。在信道化处理后接测频模块,可以消除虚假信号的输出和提高测频精度。整个接收机在单片FPGA中实现,能够检测同时到达的两个信号,并实时输出脉冲描述字（PDW）,经FPGA时序仿真结果验证了算法模型的正确性和有效性。     

GPS系统TMBOC调制的FPGA实现

TMBOC调制信号是GPS中用于L1频带的一种新的信号形式,具有较好的兼容性和互操作性。文中介绍了TMBOC 调制的定义及其频谱特性,阐述了基于FPGA硬件平台的TMBOC 调制实现方法,并给出了仿真波形。最后对生成的信号数据进行Matlab分析,结果表明该调制方法正确可行。     

基于OEM板的GPS定位接收机的研究与实现

全球定位系统(GPS)已在定位、导航、精确授时等领域得到了广泛应用.利用GPS的原始设备制造商(OEM)板与计算机、通信等技术相结合,用户能够自主、方便地开发出各种满足特定需求的GPS应用系统.以GARMIN公司的GPS-25板为例,介绍了GPS-OEM板的内部结构、功能和对外接口;以实例的方式给出基于OEM板的GPS定位接收机的硬件电路设计、器件选择和软件设计等技术方案.系统实现的结果表明该接收机应用效果良好.     

GPS L2C码的窄相关研究及FPGA实现

通过分析L2C码的信号格式,对L2C码信号的产生和可变相关长度的窄相关器进行了研究,设计了L2C码产生器和可变相关长度的相关器,最后进行仿真,得出结论:该设计能够精确产生GPSL2C码,可变相关长度相关器能够提高接收机的定位精度和抗多径干扰能力。为设计采用L2C码的GPS接收机提供了参考。     

基于FPGA的雷达数字接收机设计与实现

现代雷达系统对接收机提出了更高的要求,数字接收机技术是实现高精度宽带雷达接收系统的一种有效途径.文中研究了数字接收机的相关理论和技术,介绍了数字下变频,数控振荡器、级联积分梳状滤波器和抽取.给出了一种基于FPGA的数字接收机实现方案,进行了分析和仿真,给出了测试结果.     

一种数字化直接序列扩频信号接收技术

直接序列扩频技术无论在军事通信还是民用通信都有广泛的应用。介绍了一种基于FPGA大规模可编程芯片的数字直接序列扩频接收技术,着重介绍了该数字接收机模型、PN码捕获及PN码同步技术,并且给出了该数字接收机的实际测量结果。