gps接收机基带信号处理和fpga实现

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1、摘要论文题目：GPS接收机基带信号处理与FPGA实现学科名称：微电子学与固体电子学研究生：陈政睿指导教师：陈治明教授石寅教授摘要签名：嘲卿GPS接收机在导航，定位领域发挥着巨大作用。接收机的结构由天线前端，基带处理，定位解算三个模块构成，本文的研究重心在基带处理单元，该单元主要由捕获和跟踪环路两个部分所构成。本文从GPS的组成概况以及接收机的定位原理开始入手，对GPS信号结构和导航电文格式进行了详细介绍。然后对捕获与跟踪模块的算法进行重点研究，捕获模块的内容主要有：二维搜索的概念，最大搜索区问，以及从信号捕获到信号跟踪阶段的切换等。然后具体分析信号捕获的方

2、法。跟踪环是由载波跟踪环和码跟踪环两个部分组成，内容包括相位跟踪环路的基本工作原理以及影响跟踪性能的参数，多种鉴相方法以及测量误差和跟踪门限。并且给出了跟踪环路的算法实现。文章的最后在基于前面理论知识的基础上，首先采用Verilog语言对算法进行编写，并利用Modelsim仿真软件进行仿真验证，最后通过FPGA对算法进行硬件实现并结合软件对结果进行处理并将其将输出。从而验证了算法的正确性与可行性。考虑到算法的可行性与硬件实现的难易程度，本次设计采用下述方案：(1)硬件模块采用FPGA板实现多通道相关器，每一个相关器进行I，Q两路的相关累加，并将累加结果通过

3、串口发送给计算机，该累加结果用于实现卫星信号的捕获与跟踪。相关器主要由载波产生器，码产生器，积分清除器以及模拟串口模块构成。(2)软件模块主要用来实现捕获与跟踪结果的显示。捕获方面，主要采用软件将所得的累加值与捕获门限值进行比较，判定是否捕获成功，若捕获成功，则将码相位与载波频率进行输出显示。跟踪方面，软件用来实现鉴相器与环路滤波器，并将得到的码相位与载波频率进行输出显示。关键词：GPS，基带处理，捕获与跟踪，FPGA，Matlab西安理工大学硕士学位论文IIAbstractTitle：GPSRECElVERBASEBANDSlGNALPROCESSING

4、ANDFPGAlMPLEMENTATIONMajor：Name=ZhengRuiCHENSupervisor：Prof．zhimingChenProf．yinShiSignature：SignatureGPSreceiverplaysanimportantroleinthefieldofnavigationandpositioning．ThestructureofGPSreceiverincludethreeparts：Antemmfront—endunit，Basebandprocessingunit，Positionresolutionunit．Thi

5、spaperfocusesonresearchingbasebandprocessingunit，includingtwoparts：acquisitionandtrackingloop．ThispaperfirstdiscussescompositionofGPSandlocationprincipleofreceiver．thisarticledescribesthesignalstructureandthenavigationmessageformat．Itfocusedonthealgorithmsoftheacquisitionandtracki

6、ngloop．Thecontentoftheacquisitionmoduleincludesthefollowingaspects：．Theconceptoftwo-dimensionalsearch．Themaximumsearchrange．TheprobabilityofsignaldetectionandSOon．Andspecificanalysisofthemethodofsignalacquisition．Includingthelinearsearch，FouriertransformmethodforparallelsearchandS

7、Oon．Trackingmoduleintroducesthecarriertrackingloopandcodetrackingloop．includingthebasicprinciplesofphase．trackingloopandtheparametersoftrackingperformance．Avarietymethodsofmultiplephaseandmeasurementerrorandtrackingthreshold．Itgivesthealgorithmloop．Finally，basedonpreviousthetheory

8、knowledge．thearticleachievethehar