基于USB和FPGA的GPS中频信号采集平台设计

使用GP2015芯片设计了射频前端,将GPS射频信号下变频到数字中频。通过编写USB设备的固件程序、上位机程序和FPGA传输大量中频数据的Verilog程序,实现了GPS中频数据的接收、传输和保存。在此基础上搭建了GPS中频信号采集平台,通过实验表明该中频信号采集平台能完整地保存GPS中频数据,并且数据能满足后续信号处理的要求,为GPS基带处理算法的研究提供了可靠的原始数据。

USB接口GPS中频信号采样器研究与实现

提出了一种模块化的GPS中频信号采样器设计方法基于GPS射频前端芯片来设计信号前端电路;利用FPGA实现了射频前端与USB之间数据实时高速传输;提出了采样率转换在FPGA中实现的方法和适合本采样器的信号验证算法系统测试结果表明,该设计的GPS中频信号采样器信号验证算法高效准确可靠性高。

基于DSP和FPGA的多通道GPS中频信号源设计与实现

卫星导航信号源是卫星导航接收机研制过程中的重要测试设备。采用软件无线电技术,实现了一种基于DSP+FPGA的多通道GPS中频信号源。基于GPS中频信号数学模型,给出了系统整体设计方案。采用模块化设计,详细阐述了DSP与FPGA的数据交互逻辑、总线接口模块、载波NCO模块、码模块和导航电文缓冲模块等系统关键部分的实现及重要参数设置的依据,并给出Model Sim-Altera 6.4a下各模块的仿真结果。实测结果表明,信号源生成中频信号波形、频谱符合GPS信号体制规范,且能够被软件接收机正确捕获、跟踪。该信号源具有良好的实时性和可扩展性,成本可控,可有效应用于实验室环境下接收机的性能测试。

基于FPGA的GPS接收机实现

利用可编程片上系统(SOPC)技术,设计了一种基于FPGA的GPS接收机。提出了基于多普勒频域移位的捕获策略,并分析了捕获时间。基于延迟锁定环与Costas环跟踪方法,给出接收机的SOPC实现。实验结果表明,该接收机的信号捕获、跟踪方法正确可行,且在静态条件下水平定位精度优于4.5m(标准差),具有良好的实时性、灵活性和可扩展性。

基于FPGA+DSP实现高动态GPS信号模拟器

为了测试全球定位系统(GPS)接收机在多种运动模式且高保真的环境中的性能,利用已有的星历和用户设定的参数,计算模拟载波和码多普勒频率和卫星信号延迟,进而在FPGA+DSP架构的硬件平台上,模拟GPS接收机接收到的GPS卫星信号。通过GPS接收机测试模拟器信号的定位结果与模拟器预先设定的轨迹相比较,其结果表明:高动态GPS信号模拟器能准确模拟多种运动模式下GPS卫星信号。

基于FPGA的低成本GPS信号模拟器设计

本文介绍了一种低成本的GPS信号模拟器的设计;根据GPS信号的数学模型,设计了采用FPGA实现所有基带处理功能的方案。利用码发生器产生GPS各卫星的伪随机码,采用数字延迟滤波器实现信号的延迟处理,采用多级采样率转化器和滤波器串联的方法提高延迟精度,生成的多星基带信号在数字域进行叠加,再通过正交射频调制得到L1频点的GPS信号;该GPS信号模拟器结构简单,成本低,生成的GPS信号精度高,可以满足部分GPS接收机的测试需求。

基于DSP+FPGA的多频GPS接收机系统设计

为提高GPS接收机的定位精度,提出了一种基于DSP+FPGA的导航型多频GPS接收机的设计方案;在简述了多频接收机优点和GPS民用信号特性的基础上,从整体结构方面设计了L1/L2/L5三个频段民用信号的GPS接收机,介绍了多频信号的射频前端的设计,给出了用DSP和FPGA实现信号处理算法的原理架构,重点分析了利用三个频段信号间频率关系的多频信号联合捕获和联合跟踪的基带信号处理;经初步验证该多频GPS接收机相对单频接收机在精度方面有较大改进。

GPS数字中频信号源一体化FPGA设计

GPS数字中频信号源对于GPS接收机各种信号处理模块的设计、测试和算法验证都是至关重要的。传统的GPS中频信号源或基于纯硬件的设计或基于纯软件的设计,难以同时满足灵活性和实时性的要求。本文介绍了一种兼具灵活性和实时性的GPS数字中频仿真信号源的设计方案,并介绍了利用Xilinx公司的FPGA辅助设计工具—System Generator,完成从软件图形化设计到FPGA硬件实现的高效一体化设计流程。

基于FPGA和ARM的GPS信号处理平台

介绍了GPS信号处理平台的具体实现.该平台采用GP2015芯片作为GPS接收机的射频前端,在FPGA上采用Verilog硬件描述语言实现GPS信号12通道相关器,采用基于ARM7核的微处理器实现GPS信号的基带处理,在上位机显示处理结果.最终测试结果表明该GPS信号处理平台成功实现了对GPS信号的捕获与跟踪,能够实时显示卫星方位与用户坐标,扩展性强,应用前景广阔.

GPS中频信号生成器的FPGA设计

介绍了一种GPS中频信号生成器的设计,利用了Xilinx公司的microblaze软核技术,生成器的核心部分在一块FPGA内部实现。降低了电路设计的复杂性以及实现成本,并且使得系统更具灵活性和扩展性。将详细描述生成器核心部分中microblaze系统的搭建以及关键逻辑电路的设计,最后给出生成器输出中频信号的频谱分析结果,并使用GPS接收机对上变频后的信号进行了接收测试。

Galileo/GPS卫星导航模拟源的FPGA算法设计与实现

Galileo卫星导航系统各频段信号中引入了多种新兴调制方式,是新一代卫星导航系统典型代表。目前可见星数量有限,给深入探索带来了一些困难,故采用"上位机+FPGA+DSP"架构设计实现了Galileo+GPS卫星导航信号模拟源,着重研究卫星导航模拟源FPGA端的算法,完成了多普勒频移模拟、副载波生成、偏置载波调制、伪距信号生成的工作,解决了各模块信号对齐的关键技术,产生了Galileo E1 OS和GPS L1 C/A中频信号。利用硬件接收机对生成的信号进行接收验证,实验结果表明,接收机能正确捕获跟踪定位,定位坐标与预设坐标相符,证明了仿真信号的正确性。

GPS信号快速捕获算法及FPGA实现流程设计

针对GPS信号快速捕获的技术实现问题,提出了一种基于循环相关的快速捕获算法。详细分析了本地C/A码采样过程,阐述了中频信号的重采样技术,给出了快速捕获算法的FPGA实现架构,并进行了仿真实验。仿真结果表明,在信号功率为-130 dB左右时,系统能捕获到GPS信号,并可明显节省系统硬件开销。

基于FPGA的GPS接收机的架构设计与研究

针对目前采用ASIC芯片的GPS接收机的算法固化、硬件架构难以改变和扩展性差的缺点,提出了一种基于FPGA的GPS接收机的架构设计。该GPS接收机采用嵌入软核处理器的现场可编程阵列器件(FPGA)芯片上完成GPS信号捕获、跟踪、解算等一系列操作和运算,大大提高了GPS接收机的集成度、扩展性和兼容性。经过测试表明,该GPS接收机在单频、单点的条件下能够可靠实现符合预期的定位功能,具有一定的工程实用性。

A new frequency domain search strategy in high sensitivity GPS signal acquisition circuit designing

The contradiction between the sensitivity and the frequency domain searching speed of GPS signal acquisition circuit has been discussed for a long time. The signal integration operation which enhances the sensitivity of the system also makes the frequency slots narrower, which affects the speed of the system. In this research a high sensitivity GPS signal acquisition circuit is implemented with a new frequency domain search strategy. The new strategy combines DDS sweep strategy with cyclic shifting sweep strategy which makes the TTFF (time to first fix) reduced evidently. The extra hardware resource cost of the new strategy is acceptable. The speed advantage of the new frequency domain search strategy has been verified by hardware comparison tests.

基于FPGA技术的微弱GPS信号捕获实现方法

当GPS信号载噪比低于44dB-Hz时,捕获难度较大,利用FPGA技术来解决软件GPS接收机难于捕获微弱信号的问题是主要目的。首先介绍了中频GPS信号,描述了传统捕获方法的数学模型,接着提出了基于FPGA的微弱信号捕获方法,方法采用傅立叶变换和反变换算法在频域内搜索微弱信号,最后给出设计流程并详细介绍大规模相关器的构建过程。仿真结果表明方法能够成功捕获载噪比低至25dB-Hz的微弱GPS信号;如果将适当的采样率与批处理相结合,可以进一步抑制噪声,达到更好的捕获效果。对FPGA的捕获方法能够有效提高软件GPS接收机捕获微弱信号的能力。

基于数据文件读取的GPS信号模拟技术

介绍了一种基于数据文件读取的GPS信号模拟技术。采用专门的软件系统产生包含GPS电文和观测数据的数据文件,再作为文件存储在SD卡上。仿真时读取导航电文和相应的伪距,同时产生多星的伪码,实现导航电文的调制。伪距的延迟通过数字延迟滤波器实现。最后通过正交调制的方法得到GPS射频信号。当数据文件改变时,GPS模拟信号也随之改变。信号处理的主要功能由一片FPGA实现。所有的信号模拟功能均集成在一块电路板上。该信号模拟器可以满足部分GPS接收机的测试需求。

基于System Generator的GPS信号捕获模块的实现

System Generator for DSP是业内领先的高级系统级FPGA开发工具.本文基于该软件设计并实现了4通道GPS信号捕获模块,其中包括平均采样、本地C/A码、FFT/IFFT运算、复数乘法运算、扫频控制和结果返回等6个模块,并利用Xilinx的Viertx-5XC5VSX50T-FF665芯片对模块进行了硬件协同验证.测试结果表明:设计实现的捕获模块能够准确地捕获GPS信号,与利用硬件描述语言的方法相比,本文的方法大大缩短了开发周期.

十二通道GPS信号发生器的硬件设计

分析十二通道 GPS信号发生器的系统结构 ,提出由计算机完成信号处理、PCI板卡完成信号调制的设计形式 ,并详细介绍 PCI板卡上 DSP和 FPGA的具体设计方法和各器件的选择考虑 ,分析

GPS软件接收机全数字载波跟踪方案设计与实现

结合同相-正交环跟踪算法对数据调制的不敏感性以及全数字载波跟踪环设计灵活的特点,提出一种基于同相-正交环跟踪算法的全数字GPS载波跟踪方案。重点对其关键模块在FPGA平台上的设计与实现方法进行了研究。经过仿真验证,该设计方案在-30dB信噪比环境下能够准确地解调导航电文并实现对多普勒频移的精确跟踪,有效地改善了GPS载波跟踪环在低信噪比环境下的同步时间与跟踪精度。

一种Nios Ⅱ软核架构的高效GPS捕获方法

针对传统GPS接收机不能根据接收信号的特性自适应的调节频率搜索范围及积分时间的问题,本文提出了一种Nios Ⅱ软核架构的高效GPS捕获方法,其可以通过Nios Ⅱ软核自适应调节频率搜索范围、相干积分时间及非相干积分时间,流水线式的VHDL结构仅负责并行处理,实现了参数调节的灵活可控.通过采用仅有一片Stratix Ⅲ FPGA的基带开发板,实测结果表明,捕获功能性能正常,频率捕获范围可在100 Hz^80 kHz内灵活切换,积分时间可在1 ms^30 s内灵活切换.