基于ARM+FPGA的小型化BD接收機設計與實現(xiàn).pdf

1、密級桂林電子科技大學碩士學位論文碩士學位論文題目題目基于ARMFPGA的小型化BD接收機設計與實現(xiàn)（英文）（英文）DesignImplementationoftheMinitaturizationBDReceiverBasedOnARMFPGA研究生學號研究生學號:122021877研究生姓名研究生姓名:王超指導教師姓名、職務指導教師姓名、職務:紀元法教授申請學科門類申請學科門類:工學碩士學科、專業(yè)學科、專業(yè):信息與通信工程提交論文日期

2、提交論文日期:2015年4月論文答辯日期論文答辯日期:2015年6月摘要I摘要隨著科學技術的不斷發(fā)展，衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為國家重要的空間基礎設施已經貫穿于軍事和國民經濟的各個部門、乃至個人的生活中，我國正在建設的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）對促進我國的經濟發(fā)展和增強國防建設至關重要。北斗（BD）接收機作為該系統(tǒng)用戶部分的核心，是實現(xiàn)其價值具體化的重要體現(xiàn)，因此展開對BD接收機研發(fā)具有重大的現(xiàn)實意義。首先，本文從BDS系統(tǒng)基本理論著手，對B1I

3、B2I兩個民用頻點信號結構展開敘述，著重對測距碼和二次編碼特性進行了理論分析和仿真驗證，并簡要闡述了BDS空間參考系統(tǒng)。然后，詳細介紹了BD接收機的設計原理，對B1IB2IB3頻點信號的最大多普勒頻移進行了估算，針對B1IB2IB3頻點信號的捕獲，在分析傳統(tǒng)算法的基礎上提出了一種基于相干累加的并行頻率搜索算法，仿真結果表明該捕獲算法可正常的捕獲到三個頻點信號。針對B1IB2IB3頻點信號的跟蹤，采用二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)載波跟蹤環(huán)路以

4、及二階碼環(huán)相結合方案，仿真結果表明該跟蹤算法能穩(wěn)健的跟蹤上三個頻點信號。介紹了位同步、幀同步、BCH譯碼、偽距提取和北斗衛(wèi)星位置計算方法，并對基于最小二乘定位算法進行了仿真驗證。再后，根據(jù)前述理論分析和仿真結果，提出了一種基于ARMFPGA架構的多頻點BD接收機的軟硬件設計方案。在硬件設計部分，分析了各個功能模塊的設計思路和方法，重點介紹了三個頻點信號的射頻前端處理：針對B1頻點信號，采用基于潤芯公司的RX3007射頻前端處理；針對B2

5、B3頻點信號，采用基于MAXIM公司的MAX2112MAX1003分離元器件架構的射頻前端處理。在軟件設計部分，對以ARM和FPGA為核心的軟件功能進行了劃分，重點闡述了本人所負責的ARM端軟件功能的捕獲、跟蹤、同步解調電文以及定位解算設計實現(xiàn)方法。最后，通過分析BD信號測量誤差來源，研究了對流層和電離層誤差模型對單頻接收機定位精度的影響，在此基礎上介紹了雙頻偽距消除電離層延時方法，并對多頻點BD接收機的定位結果進行誤差統(tǒng)計分析和提出改