GPS中频信号模拟源设计实现

论文摘要

GPS中频信号模拟源产生由GPS基带扩频信号调制的模拟中频信号,通过后端射频处理后模拟产生GPS卫星信号,为GPS接收机的研制开发及测试提供仿真环境;同时也可以用于系统级GPS仿真试验,为最终确定GPS测量方案提供仿真依据。本文研究基于软件无线电技术的GPS中频信号模拟源,完成的主要工作有:1.本文介绍了GPS的信号特点,分析了多通道GPS中频信号的生成方法,提出了基于软件无线电的GPS中频信号模拟源实现模型,并对GPS中频信号模拟源的实现结构进行了对比分析。2.对提高GPS中频信号模拟源中信号生成模型参数的估计方法进行了研究,采用不同运动模型对卫星和与接收机间伪距和相对速度这两个模型参数进行了估计,给出了误差计算方法,并对典型条件下的误差进行了详尽分析,给出了GPS中频信号模拟源所采用的估计模型。3.分析了GPS中频信号模拟源中的载波数控振荡器和码数控振荡器的关键参数,给出了这些关键参数的选取方法。4.提出了由ARM与FPGA构成的系统总体设计方案,对系统的结构进行了划分,对软硬件展开设计,完成了硬件开发平台的搭建,并进行了相应软件的开发,系统测试结果表明设计的GPS中频信号模拟源达到了研制技术要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 本文结构安排
• 第二章 GPS 中频信号模拟源实现结构
• 2.1 GPS 信号特性
• 2.2 GPS 中频信号模拟源的实现结构
• 2.2.1 多通道GPS 中频信号的产生
• 2.2.2 GPS 中频信号模拟源的实现结构
• 2.3 模型参数估计
• 2.3.1 二阶运动模型及其误差分析
• 2.3.2 三阶运动模型及其误差分析
• 2.3.3 不满足端点条件的模型分析
• 2.3.4 分析结论
• 2.4 本章小结
• 第三章 数控振荡器关键参数分析
• 3.1 数控振荡器基本原理
• 3.2 载波NCO
• 3.2.1 载波NCO 的相位累加器位数
• 3.2.2 载波NCO 中的其他参数
• 3.3 码NCO
• 3.3.1 码NCO 的相位抖动
• 3.3.2 码NCO 的相位累加器位数
• 3.4 关键参数选择
• 3.4.1 NCO 的相位累加器位数N
• 3.4.2 载波NCO 的Y 与D
• 3.5 本章小结
• 第四章 GPS 中频信号模拟源的工程实现
• 4.1 系统设计总体方案
• 4.2 系统的硬件设计实现
• 4.2.1 通信控制及信号参数生成
• 4.2.2 信号生成
• 4.3 系统的软件设计实现
• 4.3.1 ARM 软件
• 4.3.2 FPGA 软件
• 4.4 测试与分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 今后工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果