当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

多通道GNSS接收信号处理平台设计

发布时间:2019-03-27 10:56
【摘要】:随着科技发展,当今社会对全球导航卫星系统(GNSS)的定位通信需求越来越高。GNSS接收机正在从传统的单通道单模向多通道多模兼容、联合定位发展。然而较高的运算复杂度对硬件的实现提出了挑战。研究多通道GNSS接收信号处理平台对多通道多模卫星导航技术的研发有着重要的意义。本文采用高速ADC+FPGA+DSP的系统架构,设计10通道GNSS接收信号处理平台,能够兼容低中频、零中频、超外差的射频前端输出信号,实时对GNSS信号进行捕获、跟踪、定位解算,以及支撑复杂算法的研发与测试。本文研究工作主要为:1、设计平台的功能架构,将其划分为信号采集、信号解调与基带处理、信号解算与控制三大功能模块,分析各模块的性能与功能需求,采用ADC+FPGA+DSP的架构,对主芯片进行选型;2、结合GNSS信号处理的需求,根据各芯片内部和输入输出接口的电气特性和规格要求,完成平台的电路设计,并且探索部分电路的改进方法,例如改进的菊花链式调试电路、单端/差分兼容输入接口等;3、将信号完整性、电源完整性、电磁兼容的相关理论应用到平台的12层高速PCB设计上,结合实际环境进行布线前仿真,遍历各个布线场景的反射、串扰、EMI情况,得到最佳布线场景和约束要求,并在布线后仿真验证,完成平台的物理设计;4、细心研究DSP、FPGA的底层运作,梳理各个模块的配置流程,并根据高速走线的时序约束和平台需求来计算各个配置寄存器的参数,完成平台上DSP、FPGA的驱动程序设计,包括高速总线接口驱动、USB传输接口驱动等;5、对平台进行软硬件测试,包括测试电源、时钟、ADC采集、FPGA与DSP之间通讯,平台和上位机之间通讯等功能模块,在平台运行北斗二代、GPS定位程序,验证平台的有效性。
[Abstract]:With the development of science and technology, the global navigation satellite system (GNSS) is becoming more and more important in positioning and communication. The GNSS receiver is developing from single-channel, single-mode to multi-channel multi-mode compatibility and joint positioning. However, the high computational complexity challenges the implementation of hardware. The research on multi-channel GNSS receiving signal processing platform is of great significance to the research and development of multi-channel multi-mode satellite navigation technology. In this paper, the system architecture of high-speed ADC FPGA DSP is used to design a 10-channel GNSS receiving signal processing platform, which can be compatible with low intermediate frequency, zero middle frequency, super heterodyne RF front-end output signal, real-time acquisition, tracking and positioning of GNSS signal. And support the development and testing of complex algorithms. The main research work of this paper is as follows: 1. The functional architecture of the platform is designed, which is divided into three functional modules: signal acquisition, signal demodulation and baseband processing, signal calculation and control, and the performance and functional requirements of each module are analyzed. The main chip is selected according to the structure of ADC FPGA DSP. 2.According to the requirement of GNSS signal processing, according to the electrical characteristics and specifications of each chip and the input / output interface, the circuit design of the platform is completed, and the improvement methods of some circuits, such as the improved chrysanthemum chain debugging circuit, are explored. Single / differential compatible input interface, etc.; 3, the relevant theories of signal integrity, power integrity and electromagnetic compatibility are applied to the design of 12-layer high-speed PCB of the platform. The simulation before cabling is carried out with the actual environment, and the reflection, crosstalk and EMI of each cabling scene are traversed. The optimal routing scenario and constraint requirements are obtained, and the physical design of the platform is completed by simulation verification after routing. 4, carefully study the bottom operation of DSP,FPGA, comb the configuration flow of each module, calculate the parameters of each configuration register according to the time sequence constraints of high-speed wiring and platform requirements, and complete the driver design of DSP,FPGA on the platform. Including high-speed bus interface driver, USB transmission interface driver and so on; 5. Test the software and hardware of the platform, including power supply, clock, ADC acquisition, communication between FPGA and DSP, communication between platform and upper computer, and run Beidou second generation, GPS positioning program on the platform to verify the validity of the platform.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN967.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 季宇虹;王让会;;全球导航定位系统GNSS的技术与应用[J];全球定位系统;2010年05期

2 赵法彬;;为GNSS产业发展把脉——“中国全球定位系统技术应用协会2010年会”在北京召开[J];数字通信世界;2010年12期

3 赵玉滨;GNSS的现状及其发展方向[J];电力系统通信;2001年08期

4 曹冲;;全球导航卫星系统(GNSS)竞争格局和发展趋势研究[J];全球定位系统;2006年03期

5 张训械;邵连军;王鑫;孙强;胡雄5;;GNSS-R地基实验[J];全球定位系统;2006年05期

6 曹冲;;GNSS软件无线电接收机及典型案例[J];全球定位系统;2007年01期

7 ;精准时代,聚焦新一代GNSS集成应用[J];数字通信世界;2007年05期

8 胡晓;高伟;李本玉;;GNSS导航定位技术的研究综述与分析[J];全球定位系统;2009年03期

9 刘海波;吴德伟;卢艳娥;戴传金;;GNSS抗干扰实验室平台搭建与测试方法研究[J];系统仿真学报;2011年09期

10 严凯;战兴群;秦峰;王启玮;;GNSS脆弱性环境仿真系统设计[J];传感器与微系统;2013年02期

相关会议论文 前10条

1 张慧君;李孝辉;;GNSS系统时间偏差及其监测与预报[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年

2 ;Supporting capability analysis of present spectrum management resources to GNSS IDM in China[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S01北斗/GNSS导航应用[C];2012年

3 朱旭;;全球导航卫星系统(GNSS)在空中交通管理中的应用进展[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(上)[C];2009年

4 董绍武;;GNSS时间系统及其互操作[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年

5 孙晓波;李冶天;;多模GNSS高精度授时在电力系统中的应用分析[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第四卷)[C];2010年

6 胡晓;高伟;李本玉;;GNSS卫星导航系统关键技术的研究与思考[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年

7 高井祥;闫文林;王坚;;矿山变形灾害GNSS现代化监测技术研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年

8 马利华;韩延本;;全球卫星导航系统(GNSS)概述[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年

9 ;A study of ionospheric scintillation effects on Differential GNSS[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年

10 甄卫民;韩超;杜黎明;陈丽;;我国GNSS开放服务中的干扰检测与减缓计划[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S01北斗/GNSS导航应用[C];2012年

相关重要报纸文章 前10条

1 王娜;我GNSS技术打破国外垄断[N];科技日报;2007年

2 陶渝;重庆建成国土资源GNSS网络信息系统[N];中国测绘报;2011年

3 记者 谢必如 特约记者 白文起 通讯员 陶渝;重庆建成国土资源GNSS网络系统[N];中国国土资源报;2011年

4 王岩;包头用GNSS管理市政布局[N];中国建设报;2010年

5 甘勃;“天眼”迈进GNSS时代[N];大众科技报;2007年

6 王立彬;中国全球卫星导航系统,夺下千万美元大单[N];新华每日电讯;2007年

7 通讯员 彭祥荣;“陆态网”民勤GNSS基准站投入试运行[N];中国气象报;2010年

8 记者 裴蕾;测绘气象共建GNSS基准站[N];四川日报;2010年

9 王雅丽;实施国际化战略[N];中国测绘报;2010年

10 记者 张敏霞 通讯员 王存林;陆态网沱沱河GNSS基准站建成并试运行[N];格尔木日报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 江鹏;地基GNSS探测2D/3D大气水汽分布技术研究[D];武汉大学;2014年

2 徐韶光;利用GNSS获取动态可降水量的理论与方法研究[D];西南交通大学;2014年

3 李磊;基于GNSS的电离层总电子含量的预测与应用研究[D];大连海事大学;2015年

4 陈良;机载GNSS/SINS组合精密导航关键技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

5 郭瑶;惯性辅助的高动态GNSS基带信号跟踪技术[D];国防科学技术大学;2013年

6 白伟华;GNSS-R海洋遥感技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2008年

7 刘卫;GNSS兼容与互操作总体技术研究[D];上海交通大学;2011年

8 王立端;星载GNSS/INS超紧组合技术研究[D];上海交通大学;2010年

9 陈坡;GNSS/INS深组合导航理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2013年

10 刘莉;GNSS信号射频兼容分析及设计技术研究[D];上海交通大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘成;GNSS-R应用于测量表层土壤湿度及软件设计[D];中国地质大学(北京);2015年

2 高荣祥;基于GNSS信号的无源雷达目标探测研究[D];中国地质大学(北京);2015年

3 陈闻亚;基于Internet的GNSS高精度位置服务平台研究与实现[D];西南交通大学;2015年

4 杨晨云鹂;GNSS在地震矩反演中的应用研究[D];西南交通大学;2015年

5 张U,

本文编号:2448121


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2448121.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a3146***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com