| 【中文题名】 | 基于SOPC的可扩展型GPS接收机研究与设计 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 计算机系统结构 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-16 |
| 【中关键词】 | 全球定位系统,可编程片上系统,捕获,导航,FPGA, |
| 【英关键词】 | GPS,SOPC,Acquisition,Navigation,FPGA, |
| 【分类导航】 | 天文学、地球科学>测绘学>大地测量学>卫星大地测量与空间大地测量>全球定位系统（GPS）> |
| 【论文摘要】 |
自从GPS问世以来，就以其高精度，全天候，全球覆盖，方便灵活和优质价廉吸引了全世界许多用户。但是我国所用的GPS芯片和OEM接收板几乎都是靠进口，也没有开发出高水平的整机和系统。随着GPS应用的日益普遍，开发低成本、高性能的有自主知识产权的GPS接收机变得越来越重要。本文主要研究GPS基带信号处理的实现，研究和设计基于SOPC的GPS接收机平台。由于FPGA良好的可扩展性，可以很方便的在基于SOPC的GPS系统上扩展地球地理信息系统(GIS)、遥感(RS)两大功能，即3S结合技术；还可以扩展实时通信(如GPRS)、远程控制、多媒体娱乐和网络通信等功能，满足不同用户的需求，在降低开发成本的同时还可以大大节约开发周期。另外，基于SOPC的GPS接收机系统可以为研究人员研究新的GPS处理算法、研究不同的导航系统提供很好的试验平台。所以研究基于SOPC的GPS可扩展型嵌入式接收机系统有很重要的意义和价值。
在GPS接收机中，要得到GPS导航数据，必须将本地信号和接收到的信号同步，完成对GPS信号的解扩和解调处理。这是一个复杂的信号处理过程。一般GPS接收机包括射频前端、基带信号处理和定位导航三部分。... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-6 |
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目录 |
6-8 |
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第一章 绪论 |
8-15 |
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1.1 GPS简介 |
8-9 |
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1.2 SOPC技术 |
9-10 |
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1.3 研究意义 |
10-11 |
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1.4 GPS接收机系统结构 |
11-13 |
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1.5 论文架构 |
13-15 |
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第二章 GPS基带信号处理及算法研究 |
15-39 |
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2.1 引言 |
15 |
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2.2 GPS卫星信号结构 |
15-19 |
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2.2.1 信号成分 |
15-16 |
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2.2.2 扩谱码(伪随机码) |
16-19 |
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2.3 GPS卫星信号的matlab建模及仿真 |
19-24 |
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2.3.1 XILINX公司System Generator工具简介 |
19 |
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2.3.2 C/A码的System Generator建模实现 |
19-22 |
|
2.3.3 GPS中频信号的建模 |
22-24 |
|
2.4 顺序搜索方法 |
24-27 |
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2.5 基于FFT的并行搜索方法 |
27-35 |
|
2.5.1 平均采样技术 |
30-31 |
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2.5.2 平均采样方法的原理 |
31-32 |
|
2.5.3 平均采样方法中对本地C/A码的处理 |
32-35 |
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2.6 GPS信号跟踪和解扩解调 |
35-38 |
|
2.6.1 载波的跟踪 |
35-36 |
|
2.6.2 C/A码的跟踪 |
36-37 |
|
2.6.3 解扩解调 |
37-38 |
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2.7 本章小结 |
38-39 |
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第三章 GPS基带信号处理的FPGA实现与验证 |
39-66 |
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3.1 引言 |
39 |
|
3.2 C/A码捕获部分各功能模块的FPGA实现与验证 |
39-51 |
|
3.2.1 数据采集和载波去除模块 |
40-44 |
|
3.2.2 平均器 |
44-46 |
|
3.2.3 FFT和IFFT |
46-47 |
|
3.2.4 复数乘法器 |
47-48 |
|
3.2.5 最大值搜索器 |
48-49 |
|
3.2.6 载波相位估计 |
49-51 |
|
3.3 跟踪和解扩解调 |
51 |
|
3.4 GPS基带信号处理算法在FPGA中的整体实现和验证 |
51-65 |
|
3.5 下载调试 |
65 |
|
3.6 本章小结 |
65-66 |
|
第四章 定位和导航 |
66-74 |
|
4.1 引言 |
66 |
|
4.2 GPS卫星定位原理 |
66-67 |
|
4.3 基于SOPC的嵌入式系统设计 |
67-69 |
|
4.4 软件调试及结果分析 |
69-73 |
|
4.4.1 工程的建立和设备配置 |
69-70 |
|
4.4.2 软件运行流程 |
70-73 |
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4.5 本章小结 |
73-74 |
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第五章 结论与展望 |
74-76 |
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5.1 总结 |
74 |
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5.2 展望 |
74-76 |
|
参考文献 |
76-81 |
|
附录 |
81-106 |
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附录1 GPS捕获部分的顶层控制模块的VHDL程序部分代码 |
81-101 |
|
附录2 部分模块的FPGA综合结果图 |
101-106 |
|
致谢 |
106-107 |
|
攻读学位期间主要研究成果 |
107 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.346918 |
