基于伪卫星技术的室内定位系统硬件设计及实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于伪卫星技术的室内定位系统硬件设计及实现学科专业通信与信息系统学号201521010629作者姓名李占营指导教师林静然副教授分类号密级注1UDC学位论文基于伪卫星技术的室内定位系统硬件设计及实现（题名和副题名）李占营（作者姓名）指导教师林静然副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2018.05.18论文答辩日

2、期2018.05.23学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。HardwareDesignandImplementationoftheIndoorPositioningSystemBasedonPseudoSatelliteTechnologyAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:CommunicationandInforma

3、tionSystemAuthor:ZhanyingLiSupervisor:Prof.JingranLinSchool:SchoolofInformation&CommunicationEngineering3摘要摘要随着经济社会的迅速发展及各种技术层出不穷的出现，导航定位技术也得到了迅猛发展，同时对于导航定位的需求也是日益增长。目前在轨卫星已经基本满足了人们在室外环境下的导航，但是在室内环境下，在轨卫星信号无法进入室内，导航技术仍然存在很大的局限性，不能满足人们日益增长的室内定位需求，在此社会大环境下，对于导航定位相

4、关的技术的研发越来越吸引人们的注意。为了能够在封闭的室内环境比如室内停车场等场景下实现导航定位的功能，本项目设计和实现了基于伪卫星技术的室内定位硬件系统。本文的主要目标是提出伪卫星系统的总体方案，然后对该系统进行硬件单板设计、完成系统的逻辑功能设计和配合软件端进行联调，最后对定位功能进行测试。本文首先分析了该项目进行的背景和意义，确定了本文的研究任务，之后详细介绍了现有的室外全球定位系统(GlobalPositionSystem,GPS)卫星的定位原理及信号体制，并在此基础上提出了伪卫星系统的信号体制，之后对该系统的单

5、板的硬件设计进行了论证，指出使用进阶精简指令集机器(AdvancedRISCMachine,ARM)配合现场可编程门阵列(FildProgrammableGateArray,FPGA)的方式实现单板硬件功能，同时也提出了该项目的硬件系统设计方案，包括基带、频带和射频三个部分，并对各个部分进行了详细的方案论述。其次，本文在确定了系统方案之后，论证项目需求，根据具体的计算需求及逻辑资源使用量，对具体的主控器件、射频模块和电源模块进行器件选型，FPGA选择EP4CE55F23C8N，ARM选型为STM32F767IGT6，之

6、后又对各个模块进行了核心电路以及外围电路设计。硬件设计完成之后，开始对该系统的逻辑功能进行FPGA实现，首先对需要实现的逻辑功能模块进行分析，确定各个模块的功能与时序，然后对各个模块包括顶层进行仿真和时序分析。最后，在单板加工完毕之后对单板的基本电气功能进行了测试，包括电源以及各个主控芯片，然后在FPGA上对逻辑功能进行了板级实现，包括板级测试和板级验证，然后协同软件进行联合调试。最终测试结果表示，整个伪卫星硬件系统是可以按照方案预期正常工作的。关键词：伪卫星，FPGA，EP4CE55F23C8N，STM32F767I

7、GT6，射频模块IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomyandsocietyandtheemergenceofvarioustechnologies,navigationandlocationtechnologyhasbeendevelopingrapidly.Meanwhile,thedemandfornavigationandlocationisalsogrowing.Atpresent,thesatellitehasbasicallymetthepeopl

8、einanoutdoorenvironment,butintheindoorenvironment,thesatellitesignalcannotentertheroom,navigationtechnologyisstillverylimited,cannotmeetthegrowingdemandforindoorposit