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单频软件GPS接收机设计与实现研究

牛国朋  
【摘要】:近年来,随着我国航天事业的飞速发展,空间飞行器精密定轨对星载导航接收机的性能指标提出了更高的要求,目前所采用的单频硬件GPS接收机已经难以满足需求。而软件GPS接收机由于具有开放性、灵活性等优点,可以方便地实现复杂高精度并兼容多个导航系统的算法,从而提高接收机定位精度及兼容性,所以多频多系统的软件接收机架构是下一代星载接收机考虑采用的方案。软件接收机的设计与实现是下一代星载精密导航定位接收机设计所面临的一个挑战。 本文对单频软件GPS接收机的软硬件及算法的设计实现过程进行了研究,所做的研究工作及成果具体涵盖: 开发软件GPS接收机的相关技术和背景知识研讨。 参与设计和实现了软件无线电的关键部件——基于DSP和FPGA的高速数据采集处理卡。 设计了GPS信号采集的实现平台,编写了相关程序,从而完成了GPS信号的采集。 在MATLAB环境下完成了GPS接收机信号处理算法的设计、验证与仿真。 为了在DSP TMS320C6416上实现GPS信号多通道实时处理,进行了GPS信号基带数字处理算法的优化,大幅度提高了程序运行效率,满足了实时性要求。 本文所研究的软件GPS接收机的开发和实现过程为多频多系统的导航接收机的后续开发奠定了基础,其中高速数据采集处理卡可以用于多频多系统的GPS接收机的设计,算法的设计与实现则对多频多系统的GPS接收机有一定的借鉴意义。


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