gps中频信号采集与捕获技术研究

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1、东南大学硕士学位论文GPS中频信号采集与捕获技术研究姓名：严伟申请学位级别：硕士专业：精密仪器及机械指导教师：王庆20090303摘要摘要随着GPS系统的发展，其应用领域不断地深入和扩大，国内外越来越多的单位在研究GPS接收机。由于现代微电子技术的快速发展、可编程逻辑、通用数字信号处理器的普及，使得用软件无线电的思想来实现GPS接收机变为可能。相比于现有的GPS接收机，GPS软件接收机具有更强的灵活性和开放性。从GPS中频信号采集入手，进行GPS捕获算法研究，是开展GPS软件接收机的研制的必由之路，也为以后进行伽利略和北斗接收机的研制提供技

2、术基础和经验指导。论文完成的主要工作如下：使用GP2015芯片设计了射频前端，实现了GPS信号的接收、放大、滤波、下变频和模数转换。通过编写USB设备的固件程序、驱动程序、上位机程序和FPGA传输大量中频数据的Verilog程序，实现了GPS中频数据的接收、传输和保存。在此基础上搭建了GPS中频信号采集平台，通过实验表明该中频信号采集平台能完整地保存GPS中频数据，并且数据能满足后面信号处理的要求，为GPS基带算法的研究提供了可靠的原始数据。在分析了顺序搜索捕获算法和基于FFT的频域捕获算法的基础上，为了达到提高GPS中频信号捕获速度的目的

3、，采用了基于补0法的捕获算法。通过该捕获算法与基于FFT的频域捕获算法的对比实验，表明了基于补0法的捕获算法能更快速地捕获到卫星。最后，在GPS中频信号捕获算法研究的基础上，将基于补0法的捕获算法移植到DSP上。通过实验表明，该方法既保证了捕获结果的准确性又利用了硬件平台处理速度快的特点，达到了快速捕获的目的。关键词：GPS；中频信号；捕获；DSP；FPGA；USBAbstractWiththefastdevelopmentofGPS．ithasbeenwidelydevelopedandusedinmanyfields．Theresear

4、chofGPSreceiverbecomemoreandmorepopular．What’smore．thedevelopmentofmicroelectronicstechnologiesandthewidelyuseoffiledprogrammablegatearray(FPGA)，digitalsignalprocessor(DSP)makeitpossibletorealizetheGPSreceiverbysoftwareradioidea．ComparewiththeexistingGPSreceiver,theGPSsoft

5、warereceiverismoreflexibilityandopening．StartwithGPSIFsamplingandresearchofGPSacquisitionmethodistheonlywaytoresearchtheGPSsofa,arereceivenRcallprovidetechnologicalbaseandexperiencefortheresearchofGalileoandCompasssoftwarereceivenThemainwork,whichthisthesishascompletedarea

6、sfollows：AGPSIFsignalsamplingplatformwhichcontainsRFfront-endanddatasamplingmoduleisdesigned．ThethesisdevelopsUSBfirmwareprogram，WindowsdriverprogramandPCapplicationprogram，andwritesverilogcodestobuildtheFPGAfireware．SotheFPGAcanreceiveanddealwiththedatasfromRFfront—endand

7、controltheUSBchip．ThisdatasamplingplatformcanstoreIFdatasfullybylotsoftest．ItcansupplyreliabledatawhichmeettherequirementofsignalprocessingforAcquisition．AfteranalyzingsequentialdetectingmethodandfrequencydomaindetectingmethodbasedonFFT．inordertoimprovethespeedofacquisitio

8、n，amethodofacquisitionbasedonzero-padedisbroughtforwordinthisthesis．Fromsometestsofzero—p