基于FPGA的微弱GPS信號捕獲跟蹤模塊設(shè)計.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：211l205083廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)基于FPGA的微弱GPS信號捕獲跟蹤模塊設(shè)計張業(yè)強(qiáng)指導(dǎo)教師姓名、職稱：學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：摘要摘要隨著GPS導(dǎo)航應(yīng)用的不斷普及，GPS導(dǎo)航接收技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步。傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航接收機(jī)在信號受遮擋的地區(qū)，如室內(nèi)，深山密林中或是隧道內(nèi)往往會因信號衰減大功率弱而無法正常完成導(dǎo)航定位工作。研制在微弱GPS信

2、號條件下也能正常導(dǎo)航定位的接收機(jī)勢在必行。而捕獲和跟蹤模塊是導(dǎo)航接收機(jī)的關(guān)鍵模塊之一，其性能決定了接收機(jī)對信號接收定位的能力。研制弱信號導(dǎo)航接收機(jī)的關(guān)鍵便是研究微弱GPS信號捕獲跟蹤模塊。本文以AlteraCyclone4FPGA作為實驗平臺，研究了GPS弱信號捕獲跟蹤的算法，并使用數(shù)字邏輯電路將算法予以實現(xiàn)。最后下載到FPGA上運(yùn)行并在線驗證。文中主要做了以下三個方面的工作：(1)首先對國內(nèi)外GPS弱信號捕獲跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分

3、析?；仡櫫瞬东@跟蹤技術(shù)的發(fā)展歷程，比較了幾種經(jīng)典捕獲跟蹤算法的性能優(yōu)劣。并對軟件接收機(jī)及硬件接收機(jī)的實現(xiàn)優(yōu)劣進(jìn)行了分析。(2)接著本文運(yùn)用信號處理理論對GPS信號結(jié)構(gòu)、特點以及微弱GPS信號進(jìn)行了分析建模。在此基礎(chǔ)上分析了GPS導(dǎo)航接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，針對弱信號接收需要克服的技術(shù)問題。并進(jìn)一步研究了相應(yīng)的弱信號捕獲跟蹤算法。本文采用了改進(jìn)的PMFFFT捕獲算法，并利用Matlab對算法性能進(jìn)行了驗證。同時跟蹤模塊采用了卡爾曼濾波算法，并同樣在