基于FPGA的北斗接收機基帶處理設計與仿真.pdf

1、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的高速發(fā)展帶動了衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。北斗接收機是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的用戶終端設備，低成本、高性能的接收機是其廣泛應用的基礎。北斗接收機的設計可以分為三個部分:射頻前端、基帶處理和定位解算。在這三個部分中，基帶處理的性能很大程度上決定了接收機的性能，對基帶處理的研究是開發(fā)高性能接收機的重要環(huán)節(jié)?；鶐幚碇饕瓿尚l(wèi)星信號的捕獲和跟蹤，目的在于使接收機內(nèi)部產(chǎn)生的載波信號和偽碼信號與射頻前端輸出的中頻信號的載波頻率和偽碼相位保

2、持一致。當跟蹤進入穩(wěn)定狀態(tài)后，可以解調(diào)出衛(wèi)星的星歷和歷書數(shù)據(jù)，提取偽距觀測量和多普勒頻移值，用于定位解算部分進行PVT（位置、速度和時間）的計算。
　　本文對基于FPGA的北斗接收機實現(xiàn)進行了研究，重點研究了基帶處理的捕獲和跟蹤。北斗衛(wèi)星信號的捕獲是衛(wèi)星編號、載波頻率和偽碼相位的三維搜索。常用的信號捕獲方法有基于時域的串行滑動相關捕獲法、并行頻率搜索捕獲法、并行碼相位搜索捕獲法。論文對三種不同捕獲算法的計算復雜度及捕獲時間進行了對

3、比分析，并選擇基于時域的串行滑動相關捕獲法的方法設計了BD2的衛(wèi)星信號捕獲。
　　衛(wèi)星信號的跟蹤分為載波跟蹤和偽碼跟蹤。現(xiàn)有跟蹤方法實現(xiàn)中，載波跟蹤通常采用COSTAS環(huán)結構，偽碼跟蹤多采用延遲鎖定環(huán)結構。本文也采用了相同的結構對BD2的載波跟蹤和碼跟蹤部分進行了設計。
　　基帶處理部分的設計，在基于Xilinx的FPGA+ARM9的硬件平臺上進行了初步驗證。利用VHDL語言設計了基帶相關器的核心模塊，如載波NCO模塊，碼發(fā)