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(shù)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(chǔ)設施已經(jīng)貫穿于軍事和國民經(jīng)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(jīng)濟發(fā)展和增強國防建設至關(guān)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(jié)構(gòu)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(chǔ)上提出了一種基于相干累加的并行頻率搜索算法，仿真結(jié)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(jié)合方案，仿真結(jié)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(jié)果，提出了一種基于ARMFPGA架構(gòu)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(gòu)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(diào)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(chǔ)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(jié)果進行誤差統(tǒng)計分析和提出改