GNSS接收机晶振频率稳定度仿真分析

针对全球卫星导航系统(GNSS)提供的高精度定位、导航及授时(PNT)服务以精密测量的传输时间为基础,然而GNSS接收机中普遍采用的频率源为稳定度较差的晶振的问题,提出一种对GNSS接收机晶振频率稳定度进行分析和建模的方法:根据GNSS接收机晶振频率稳定度受随机频率误差及老化率的影响的原理,给出晶振随机频率误差及老化率的数学模型;并根据不同随机频率误差成分仿真相应的各项晶振随机频率误差序列;同时基于LAG1自相关法辨识不同时期主导的随机频率误差类型,定性分析其对晶振频率稳定度的影响。实验结果表明,提出的方法可为GNSS接收机晶振设计及频率稳定度能评估提供参考。

基于FPGA与DSP的嵌入式GNSS接收机设计

随着GNSS接收机应用的不断深入,其对系统功耗、体积等性能的要求越来越高。大规模集成电路芯片如现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高速数字信号处理器(DSP)等在嵌入式GNSS接收机设计中得到广泛应用。卫星信号数字处理是接收机的核心部件之一,提出了一种基于FPGA与DSP模块化的嵌入式接收机的基带信号处理系统设计。利用FPGA完成基带相关器的设计,并由DSP实现卫星信号的信号处理和定位导航解算。通过静态测试试验,说明所设计的GNSS接收机具有体积小、功耗低和实时性强等特点。

强信号下GNSS接收机前端处理引起的相关损耗

在全球导航卫星系统(GNSS)信号质量监测及GNSS射频(RF)信号模拟器测试等应用中,有用信号功率往往远高于噪声功率。针对二进制相位移位键控(BPSK)和二进制偏移载波(BOC)调制信号,首次研究了这种强信号条件下接收机带限滤波、采样和量化(BSQ)引起的相关损耗。首先分析了不考虑量化作用时由滤波和采样引起的损耗;然后分析了不考虑前端滤波时由量化和采样引起的损耗,推导了相关损耗的解析表达式并得到了量化器的最佳量化间隔;最后,对于滤波、采样、量化共同作用引起的损耗,采用蒙特卡罗方法仿真分析了GPS L1 C/A信号在不同滤波带宽和量化比特数下的归一化相关功率,探讨了根据仿真结果拟合相关损耗解析表达式的方法以简化分析。

抗干扰型卫星导航接收机中本地载波优化技术

载波数字振荡器(NCO)是导航接收机中对接收信号进行载波剥离处理的关键部分.在接收机的基带数字信号处理模块中,NCO通过量化位宽和地址字长分别对本地载波信号的幅值和频率进行量化,即通过存储器数据的位宽和深度设计本地载波.在给定输入信号/干扰动态范围下,根据本地载波的特点,优化设计了载波NCO中只读存储器(ROM)的幅值量化位宽和地址字长,使其适应实际工程需求,在保证信噪比(SNR)损耗和频率误差的条件下避免了本地载波存储的冗余.实验结果表明:从需求出发设计导航接收机本地载波的最优位宽和深度,可保证数字下变频SNR损耗小于0.1 dB,本地载波实际输出频率相对误差小于0.1%,且最优位宽和深度小于优化前,减小了存储资源占用率,有效地提高了本地载波输出信号在动态信号和干扰下的适应性.