多频点兼容新旧体制卫星导航接收机设计.pdf

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1、多频点兼容新旧体制卫星导航接收机设计孙伟2015年1月中图分类号：TN967.1UDC分类号：621.3多频点兼容新旧体制卫星导航接收机设计作者姓名孙伟学院名称信息与电子学院指导教师李健（讲师）答辩委员会主席胡程（研究员）申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月DesignofMulti-frequencySatelliteNavigationReceiverwiththeNewandTraditionalSignalsCandidateName:WeiSunSchoolorDepartment:SchoolofInform

2、ationandElectronicsFacultyMentor:JianLiChair,ThesisCommittee:ChengHuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经

3、发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要全球卫星导航系统的不断发展离不开卫星导航地面接收机的监测与测试，尤其近年来全球四大卫星导航系统共同发展，并且提出了各种新体制的信号。为了对比与监测各频点信号的情况，多频点兼容新旧体制卫星导航接收机的设计成为当前的热门课题。同时，可编程逻辑器件高速的发展也为接收机的设计带来了便利，本课题主要平台为FPGA，完成诸如数字下变频、跟踪通道及电文处理等模块设计。本文详细介绍了

4、基于射频采样的数字下变频设计方法，通过对抽取技术、多相滤波技术及各种滤波器如FIR、CIC、HB等的研究，分析了各种滤波器的利弊，设计了基于CIC滤波器加ISOP滤波器并采用多相抽取结构设计的数字下变频方案，可以实现降采样和降频并且节省硬件资源。本文还介绍了兼容新旧体制的跟踪通道与环路控制的设计，分析了新旧体制信号的区别及实际意义，详细分析了接收机中通道的设计方法及环路控制中FLL、PLL和DLL等的工作原理。该方案通道部分在FPGA中实现，环路控制在DSP中实现，并给出了详细的设计及各个子模块的设计方案。本文还对跟踪后产生的累加和进行位同步、帧同步及译码做了介绍，并针对

5、不同的频点导航信号格式的不同，给出了其FPGA实现的方法及详细流程。最后，对整个多频点兼容新旧体制接收机做了性能的评估与测试，并得出了实际的结论，证明了本课题方案设计的正确性并测试了接收机的跟踪效果。关键词：卫星导航、跟踪环路、数字下变频、FPGA、导航电文IAbstractTheconstantdevelopmentoftheglobalsatellitenavigationsystemcannotbeseparatedfromthemonitoringandthetestofthesatellitenavigationreceiverontheground.Inpar

6、ticular,thefourglobalsatellitenavigationsystemshavedevelopedmutuallytheseyears,andcomeupwithmanynewsignals.Inordertocontrastandmonitorthesignalsofallfrequencies,thedesignofmulti-frequencysatellitenavigationreceiverwiththenewandtraditionalsignalsbecomeshotissue.Meanwhile,therapiddevelopmen

7、toftheprogrammablelogicaldeviceprovidesconvenienceforthedesignofreceivers.ThemajorplatformofthistopicisFPGA,towhichfinishesthedesignofDDC,trackingloop,navigationmessageandsoon.ThisthesisintroducesamethodofDDCdesignwhichisbasedonRFsamplingindetail.Bystudyingthedecima