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。

基于Matlab的数字中频GPS信号生成模型

精确的GPS信号生成器是测试与评价先进GPS接收机设计的重要分析工具。本文在中频GPS信号理论模型分析的基础上,用Matlab实现了一种数字GPS信号生成模型,它能够在数字中频上产生GPS接收信号,其中包含仿真的噪声和接收机时钟误差。与常规的GPS信号生成器(或模拟器)相比,这种模型设计灵活、易于使用,此外,模型构建涉及对GPS信号在接收机射频前端处理过程的仿真,从而为GPS接收机射频前端的设计提供了支持。

载体旋转条件下GPS中频信号生成方法

GPS中频信号是分析研究GPS信号特点和捕获跟踪方法的关键环节,高动态旋转条件下得到GPS中频信号十分困难,需要利用仿真手段模拟生成。在综合分析卫星仰角、GPS天线增益以及空间载体旋转对GPS卫星可见性和GPS中频信号影响的基础上,导出了高动态旋转条件下GPS中频数字信号模型,提出了载体旋转条件下GPS中频信号的生成方法,并利用Matlab平台模拟生成了高动态旋转条件下GPS中频信号。该方法可用于高动态旋转载体的GPS轨迹测量方案设计验证,具有一定的理论价值和工程意义。

GPS中频信号仿真及软件接收机设计

提出一种中频信号的软件仿真方法,通过对GPS L1C/A码信号的研究,分析GPS中频信号的数学模型。设计实现GPS中频信号仿真器,并以多普勒频率仿真、多径干扰仿真和噪声仿真为例对GPS中频信号进行仿真实验,为GPS软件接收机的设计与验证提供高效平台。在介绍GPS软件接收机原理的基础上,研究信号捕获、信号跟踪及导航电文解算的实现过程。将设计的GPS接收机的定位解算结果与NovAtel接收机实际测量结果进行比较。结果表明:软件接收机各功能模块算法正确,可以满足使用要求,具有良好的灵活性和可扩展性。

基于G语言的GPS中频信号生成方法

提出一种基于G语言的GPS数字中频信号的生成方法,以实现多卫星的GPS信号的模拟,可为软件接收机以及基于微弱信号的高灵敏度GPS接收机研究提供可靠的信号源。通过模块化和图形化设计,逐层细化拟合GPS信号所需的步骤,包括扩频码的产生、L1调制的实现以及导航信息、载波和可调噪声源的叠加。通过信号的自相关以及信号的捕获等信号处理结果表明,生成的信号完全具有GPS L1调制的信号特征,并且信噪比和多普勒频移可调,可用于软件接收机的信号处理解算。

GPS中频信号快速捕获技术分析

为解决GPS中频信号快速捕获问题,在介绍GPS码相位和载频信号捕获原理的基础上,重点阐述了基于FFT的并行GPS中频信号快速捕获方法,同时在非相干累加、接收信噪比、先验信息等方面分析了提高中频信号快速捕获的可能性,最后利用一组GPS实测数据对上述分析进行了的仿真计算。仿真结果表明基于FFT技术的中频信号快速捕获方法具有抗干扰、捕获速度快和检测低信噪比信号的能力,可以满足GPS软件接收机定位的要求。

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。

基于软件GPS平台的高动态数字中频信号模拟与实现

在有限的实验条件下,为验证高动态软件GPS接收机信号的捕获和跟踪模型,提出了一种基于软件GPS接收平台的高动态GPS数字中频信号模拟方法。介绍了软件GPS接收平台的基本结构框架,并根据高动态环境下伪随机码的多普勒效应及本地振荡器的频率误差对接收信号的影响,推导并建立了一种较精确的高动态GPS数字中频信号模型。为使模型适用于更加复杂的环境,通过设置接收信号的噪声幅值来调整信噪比大小,以确定所需的信号强度;在信号参数的设置过程中调整入射信号与反射信号的幅度比值及反射信号的时间延迟参数,以模拟不同程度的多路径效应对中频信号的影响。仿真结果表明了该方法的有效性。

GPS数字中频信号的模拟

研究了GPS软件接收机中GPS数字中频信号模拟的基本原理。首先,介绍了GPS信号的调制过程;其次,分析了C/A码的产生原理,并分析了信号的数字化原理;再次,讨论了GPS信号中夹杂的噪声及GPS数字中频信号的模拟过程;最后,针对不同环境分别对GPS数字中频信号频谱进行了仿真实验。结果表明,其频谱比较准确。既能从图中看出调制过程,也能够求出其载波频率,为以后的研究奠定了重要的基础。

GPS数字中频信号软件模拟器的研制

GPS数字中频信号软件模拟器主要为GPS接收机尤其是信号处理电路的设计测试提供仿真信号源，本文论述了其设计思想、技术途径、基本组成、功能和界面，给出了GPS数字中频信号的数学模型，着重分析了欠采样较之奈奎斯特采样所带来的不同以及接收机振荡源误差的影响，并总结了所设计的软件模拟器的特点和应用。

高动态GPS中频信号仿真及验证

在研究在高动态条件下GPS软件接收机信号处理算法时,需要对高动态GPS数字中频信号进行仿真。本文在分析GPS数字中频信号数学模型的基础上,针对高动态载体接收的GPS信号深入研究,提出了一种高动态信号仿真方法,详细阐述了信号仿真的步骤,在MATLAB上实现了对GPS数字中频信号的仿真,最后在GPS软件接收机上验证了中频仿真信号。检验结果表明,本文提出的仿真方法可以为研究高动态GPS软件接收机算法提供可靠的信号源。

GPS中频信号模拟研究

研究了GPS中频信号数据的模拟。在分析GPS中频数字信号模型的基础上,研究了中频信号模拟的结构及实现,包括GPS信号传播环境模拟、GPS发射信号模拟、滤波和量化过程,最后给出模拟器的软件实现。本文的研究对GPS的工程应用和软件接收机的研究具有一定的理论和工程意义。

一种基于FFT的GPS中频信号捕获方法

本文针对GPS导航接收机对定位信号快速捕获的要求，给出了基于FFT并行运算的GPS中频信号快速捕获方法，同时在非相干累加、接收信噪比、先验信息、弱信号等方面分析了提高中频信号快速捕获的关键技术。数据实验表明：基于FFT的快速捕获方法具有抗干扰、捕获速度快和可捕获低信噪信号的能力，满足GPS接收机快速定位的要求。

基于FPGA技术的GPS卫星数字中频信号模拟器设计

高精度的卫星信号模拟器是高动态GPS卫星信号接收机设计的重要辅助工具。本文在对GPS仿真技术理论分析的基础上,提出了一种基于FPGA技术的硬件设计方案,与通常的设计方法相比,这种GPS卫星信号模拟器具有逼真性、可编程性强、易于使用的特点,为GPS接收机的设计提供了必要的支持。

阵列天线空时GPS中频信号建模与仿真

该文通过分析GPS信号的特性对单天线GPS中频信号进行建模,给出了阵列天线空时GPS中频信号的模型.建模过程考虑了卫星星钟误差、大气层误差、接收机钟差、噪声等各种误差因素的影响.设计了阵列天线空时GPS中频信号仿真器,该软件具有设计灵活、可扩展、易于使用的特点.利用频谱分析方法对仿真生成信号的正确性进行验证,并应用空时自适应处理方法验证了阵列天线空时GPS中频信号模型的正确性.

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。

集成电离层闪烁仿真的数字中频GPS信号模拟器设计验证

电离层闪烁造成GPS接收机测距误差增大、以致强闪烁条件下的频繁周跳和卫星信号失锁,集成闪烁仿真功能的GPS信号模拟器能够为接收机抗闪烁算法研究和性能测试提供必要的信号源。首先设计了基于AJ-Stanford模型和Cornell模型的电离层闪烁仿真软件,可以灵活配置闪烁时间、数据更新周期以及各模型参数,从而得到闪烁影响下的GPS信号幅度衰落及相位波动序列;然后开发了集成电离层闪烁仿真功能的数字中频GPS信号模拟器,该模拟器作为抗闪烁研究平台工具,可以灵活调整闪烁卫星号、模型及相关参数、开始时间和持续时间;其设计正确性通过实验室自研的软件GPS接收机得到了验证。

GPS中频信号采集及分析系统设计

设计了一种GPS中频信号采集及分析系统,系统利用FPGA将NJ1006射频前端输出的数字化GPS中频信号进行字节拼接,然后通过USB上传到上位机,实现了射频前端与PC之间实时高速数据传输;研发的VC++数据处理程序将采集到的GPS信号进行文本转换和数据分析。实验证明该GPS中频信号软硬件采集系统不仅能采集GPS中频信号,而且能数据分析,为GPS基带处理算法的研究提供了可靠的原始数据。

提高GPS卫星数字中频信号捕获性能的方法

GPS卫星发射的信号处于以加性高斯白噪声AWGN为干扰的背景下,若载噪比CNR较差,可能会使接收机一直都处于失捕状态,满足不了某些实时性定位应用的要求。为此,对现有的一种捕获方法———FFT相关法进行数值改进,以减小错捕、漏捕概率,并在若干个捕获周期都失捕的情况下,提出了应对的捕获措施,增大重新捕获的概率,以提高系统的可靠性。