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基于压缩感知的GPS信号捕获算法及其在OMAP3530-EVM板上的实现

发布时间:2018-06-28 14:31

  本文选题:GPS + 信号捕获 ; 参考:《电子科技大学》2013年硕士论文


【摘要】:GPS(全球卫星定位系统)是由美国国防部研制的导航系统,能满足实时、精确地导航需求。GPS导航包括了射频前端、基带信号处理、用户位置解算等模块。其中GPS信号基带信号处理中的捕获是卫星导航的一项关键技术,目前传统的GPS捕获方法都使用传统基于信号波形的信号获取技术,存在采样率高、数据处理量大等问题,造成严重的资源浪费。 随着科技产品更新换代的速度加快,对基于便携要求的GPS产品,则需要满足更少的成本、更低的功耗及更快的处理速度,因此本文提出了一种新的基于压缩感知的GPS信号捕获技术。 压缩感知(Compressive Sensing)理论是近年来提出的一种新的信号处理方法,该理论一经提出就在信号处理领域获得了大量的关注及应用。这种新型的信号处理方法将采样与压缩编码放在同一步进行,同时根据信号的稀疏性,以远低于Nyquist采样定理要求的采样率对其进行非自适应的测量编码。从而降低了信号处理的采样率及功耗,这一点对基于便携要求的导航应用尤为重要。 本文研究了压缩感知的理论原理,在此基础上构建了GPS信号的压缩感知捕获模型,实现了GPS信号的压缩感知捕获算法并仿真测试了算法的可行性。然后在OMAP3530-EVM板这个硬件平台上实现了本文基于压缩感知方法的GPS信号捕获,由于这是ARM+DSP架构的处理器平台,按照其架构思想本文详细介绍了OMAP3530-EVM板的双核结构特点以及软件平台的相关配置,包括捕获算法的xDM封装、Codec Engine软件框架搭建、通信驱动模块及网络文件系统等重要步骤。最后在EVM板上调试代码,,并分析输出结果得到了捕获所需的参数。同时对比分析了传统捕获方法和压缩感知捕获方法的性能,并对压缩感知捕获方法中的一些不足提出了一些改进方案,且仿真分析了其可行性。
[Abstract]:GPS (Global Positioning system) is a navigation system developed by the United States Department of Defense, which can meet the real-time and accurate navigation requirements. GPS navigation includes RF front-end, baseband signal processing, user position calculation and other modules. The acquisition of GPS signal baseband signal is a key technology in satellite navigation. At present, the traditional GPS acquisition methods all use the traditional signal acquisition technology based on signal waveform, which has the problems of high sampling rate, large data processing and so on. Cause a serious waste of resources. With the speed of upgrading technology products, GPS products based on portable requirements need to meet less cost, lower power consumption and faster processing speed. Therefore, a new GPS signal acquisition technique based on compression sensing is proposed. The theory of compressed sensing is a new signal processing method proposed in recent years. Since it was put forward, it has received a lot of attention and application in the field of signal processing. This new signal processing method takes sampling and compression coding in the same step, and encodes the signal at a rate far below the sampling rate required by Nyquist's sampling theorem according to the sparsity of the signal. Thus, the sampling rate and power consumption of signal processing are reduced, which is particularly important for navigation applications based on portable requirements. In this paper, the theory of compression sensing is studied, and then the compression sensing acquisition model of GPS signal is constructed. The algorithm of compression sensing acquisition of GPS signal is realized and the feasibility of the algorithm is tested by simulation. Then we implement the GPS signal acquisition based on compression sensing method on the OMAP3530-EVM board, which is the processor platform of arm DSP architecture. According to its architecture idea, this paper introduces in detail the dual-core structure of OMAP3530-EVM board and the related configuration of software platform, including the construction of XDM encapsulated Codec engine software framework of capture algorithm, communication driver module and network file system and so on. Finally, the code is debugged on the EVM board, and the output results are analyzed to get the required parameters. At the same time, the performance of the traditional capture method and the compressed perceptual acquisition method are compared and analyzed, and some improvement schemes are put forward for the shortcomings of the compressed perceptual capture method, and the feasibility of the proposed method is analyzed by simulation.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P228.4;TN911.7

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本文编号:2078296

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