GPS软件接收机基带处理及抗干扰研究

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GPS导航定位系统在现代军事、国防、民生中发挥着着重要的作用，而用户是通过GPS接收机对卫星信号进行捕获、跟踪并恢复出导航数据，最终解算出位置信息。GPS接收机性能的好坏直接影响最终的定位效果。
　　论文以当下发展迅速的GPS软件接收机为重点，以提高软件接收机的性能为目标，设计了基于FPGA的GPS软件接收机基带处理器，借助射频端的自适应天线抗干扰算法及相应的基带处理算法，实现准确捕获、跟踪GPS卫星信号的功能。
　　论文首先分析了GPS系统的基本原理，并分析了GPS的信号结构，包括扩频的基本原理、C/A码的生成方法、导航电文的组成以及C/A码和P码的调制。论文针对GPS接收机的射频端干扰，论述了现有的经典抗干扰算法，并针对宽带信号干扰对原有LCMV法进行改进，提出了一种新的方法，使其能够对旁瓣等级进行约束。
　　GPS软件接收机基带处理器的设计使用的Xilinx公司生产的Spartan3型FPGA，用verilog语言完成对载波跟踪环和伪码跟踪环中NCO模块、伪码发生器模块、鉴相器模块以及环路滤波器等模块的编写。其中载波跟踪通过Costas环实现、伪码跟踪通过延迟锁定环实现。在完成基本功能的前提下，本文对基带处理器进行了优化，设计了一个专用CPU，专门完成基带信号处理的某些功能。有效的提高了基带处理器能够同时处理的通道数，并减少了硬件资源的消耗。
　　论文最后给出了整体设计原理图和基带处理器中各个模块综合后的RTL视图，用设计的基带处理器对真实GPS数据进行采样，输出的导航电文经过PVT解算能够得到正确位置信息，验证了GPS基带处理器的性能。用综合软件分别对优化前后verilog的代码进行综合，综合后的结果表明本设计的优化方案极大的提高了硬件使用效率。

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作者
金明路;
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作者单位

哈尔滨工程大学;

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授予单位哈尔滨工程大学;
学科导航、制导与控制
授予学位硕士
导师姓名钱华明;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类卫星导航系统;接收机：按形式分;
关键词
GPS软件接收机; 基带处理器; FPGA技术; 自适应天线抗干扰; 信号捕获;

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