GPS伪卫星软件接收机的设计与实现

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1、摘要摘要全球定位系统(GPS)可以向全球用户提供位置、速度和时间信息，在航空航天、海上及陆地等领域得到了广泛的应用，成为当前一种主要的导航手段。但GPS系统的精度、可靠性和完好性等都依赖于跟踪的可视卫星的数量和卫星的几何分布情况。当GPS接收机天线在受遮挡的情况下，定位精度大大降低；在某些特殊场合如矿区、隧道、室内和地下，由于视野不开阔或无法接收到GPS信号，满足不了定位要求。伪卫星定位技术是解决这些问题的最有效途径之一。本文研究GPS和伪卫星定位方法，设计GPS伪卫星软件接收机。针对接收机本振频率漂移、相位噪声、混频产生的虚假信号、机内噪声等问题，详细研究了伪码

2、扩频通信技术，分析了m序列的构成及性能及伪卫星信号C／A码的构成。设计了GPS伪卫星软件接收机的硬件电路，包括基带电路、USB接口电路、FLASH存储接口电路、SDRAM存储接口电路和串行接口电路。设计了软件接收机的系统程序和应用程序。采用嵌入式C语言实现了导航电文，使用CPLD芯片和可编程语言完成了C／A码的设计以及与导航电文叠加的合成码设计，利用BPSK调制方式将合成码调制到载波上。通过大量的野外测试对设计的GPS伪卫星发射机进行了验证，结果表明设计的伪卫星信号满足要求。关键词：全球定位系统(GPS)；伪卫星；嵌入式系统；导航；定位ABSTRACTGPSpro

3、videsaccuratelocation，speedandtimeinformationtoglobalusers，SOitisappliedwidelytoaviation，marine，landandsomeotherfields，especiallyinmilitaryfield．GPS’Shighprecision，reliabilityandintegralitydependonthenumberofavailablesatellitesandtheirgeometricaldistribution．Furthermore．GPShasstillnot

4、beenusedinsomeareascurrently,suchasmines,tunnels，indoororunderground．Pseudolitespositioningtechniqueisaneffectivetooltosolvetheseproblems．．ThisthesisresearchsthetechnicalGPSandPseudolites，anddesignGPSandPseudolitesofsoftwarereceiver．InthecourseofGPSreceiverdesigning，thereareseveraldif

5、ficultwithmodulationprocessing，includingphasenoise，mixerandamplifier,fakesignalinjectioninter-modulation，product疗equencytuning，thermalnoise，intranoiseandlocaloscillatorandSOon．Andpseudo—codespreadspectrumcommunicationsareanalyzedindetail．ThecompositionandcharacteristicsofMsequence，the

6、compositionofPseudolitesC／Acode，andtheformatofnavigationmessageareanalyzed．Moreover,researchingthestructureofGPSandPseudolitessoftwarereceiversystem，anddesigningthehardwarecircuitoftheGPSandPseudolitessoftwarereceiver,whichincludetheRFcircuiLbasebandcircuit，USBcircuit．FLASHcircuiLSDRA

7、Mcircuitand$3C2410circuit．ThenthesoftwaredesignateofGPSandPseudolitessoftwaresystemisresearched，whichincludethesystematicprogramandapplicationprogram．AboutPseudolitesresearch，GPSPseudolitestransmitterisdesignedbasedonsystemicresearchandanalysis．Navigationmessages(Dcodes)isgeneratedbys

8、ingle