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北斗定位系统

  • 卫星导航接收机中长码直捕算法研究与FPGA实现.rar

    卫星导航定位系统可以为公路、铁路、空中和海上的交通运输工具提供导航定位服务。它能够军民两用,战略作用与商业利益并举。只要持有便携式接收机,则无论身处陆地、海上还是空中,都能收到卫星发出的特定信号。接收机选取至少四颗卫星发出的信号进行分析,就能确定接收机持有者的位置。 GPS导航定位接收机的理论基础即是扩频通信理论,扩频通信技术与常规的通信技术相比,具有低截获率,强抗噪声,抗干扰性,具有信息隐蔽和多址通信等特点,目前己从军事领域向民用领域迅速发展,成为进入信息时代的高新技术通信传输方式之一。扩频通信技术中,最常见的是直接序列扩频通信(DSSS)系统,本文所研究的就是这一类系统。 目前在卫星信号的捕获上一般使用两种方法:顺序捕获方法(时域法,基于大规模并行相关器)和并行捕获方法(频域法,基于FFT)。本文在第二章分别分析了现有顺序捕获和并行捕获技术的原理,并给出了它们的优缺点。 本文第三章对长码的直接捕获进行了深入的研究,基于对国内外相关文献中长码直捕方法的分析与对比,并且结合在实际过程中硬件资源需求的考虑,应用了基于分段补零循环相关和FFT搜索频偏的直捕方法。此方法大大减少了计算量,加快了信号捕获的速度。本方法利用FFT实现接收信号与本地长码的并行相关,同时完成频偏的搜索,将传统的二维搜索转换为并行的一维搜索,从而能快速实现长码捕获。 GPS信号十分微弱,灵敏度低,在战场环境下,GPS接收机会面临各种人为的干扰。如何从复杂的干扰信号中实现对GPS信号的捕获,即抗干扰技术的研究,是GPS也是本文研究一个的方面。第四章即研究了GPS接收机干扰抑制算法,在强干扰环境下,需要借助信号处理技术在不增加信号带宽的条件下提高系统的抗干扰能力,以保证后续捕获跟踪模块有充足的处理增益。 本文在第五章给出了GPS接收机长码捕获以及干扰抑制的FPGA实现方案,并对各主要子模块进行了详细地分析。基本型接收机中长码捕获采用频域方法,选用Altera StratixⅡ EP2S180芯片实现;抗干扰型接收机中选用Xilinx xc4vlx100芯片。实现了各模块的单独测试和整个系统的联调,通过联调验证,本文提出的长码直接捕获方法正确、可行。 本文提出的长码直捕方法可以在不需要C/A码辅助捕获下完成对长码的直接捕获,可以应用于GPS接收机,监测站接收机的同步等,对我国自主研发导航定位接收机也有重大的现实及经济意义。

    标签: FPGA 卫星导航 接收机

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:wang5829

  • 基于ARM的智能公交车载终端的设计与开发

    智能公交系统是城市交通系统的一个重要组成部分,在城市交通公交优先的背景下,欲缓解城市交通拥堵的现象,就必须大力发展公交事业。智能公交系统的建设可以改善公交公司的企业管理方法,提高公交系统的运营效率与服务水平,是城市公交事业发展的重要一步。 本文在研读大量文献、参考相关设计的基础上,结合先进的GPS、GPRS技术,提出了基于ARM的智能公交车载管理终端的设计与实现方法。 GPS是由美国建立的新一代卫星导航与定位系统,具有全球性、全天候、陆海空全能等特点,特别适用于交通运输行业,配合中国移动稳定可靠、覆盖面广、数据传输速度极快的GPRS网络作为信息传输的媒介,以GPS、GPRS为主要技术的智能公交系统较以往利用射频、数传电台技术方式建造的公交系统具有更加稳定、实时性更高等特点,是当前智能公交系统设计的理想方案。 基于ARM的智能公交车载终端是智能公交系统的重要组成部分,是整个系统的信息终端,负责信息的接收和发布,在系统中起着至关重要的作用。本文详细介绍了一款以ARM处理器为主控的智能车载终端的设计方法,包括终端总体方案设计、硬件电路设计、软件代码编写、整机调试等内容。文章在总体设计中提出了终端的功能要求,并针对功能要求提出了相应的设计方案;在硬件设计中给出了具体的硬件设计原理图,并就硬件选型、原理图设计中的关键问题进行了探讨;在软件设计中给出了终端主要软件设计的程序流程图,并对程序设计思路进行了细致的讲解;最后对终端硬件、软件的联合调试过程进行了介绍,并对最终通过调试的终端进行了展示。 经过多次的测试和修改,该智能公交系统已经实现了正点考核、实时监控、短信报警、自动报站等多项功能,并在长沙市公交线路上投入试运行,社会反应良好。

    标签: ARM 智能公交 车载终端

    上传时间: 2013-07-02

    上传用户:jing911003

  • 基于ARM和LINUX的车载监控终端的设计与实现

    本文在结合全球卫星定位系统(GPS)和通用分组无线业务(GPRS)的基础之上,利用嵌入式开发技术,采用ARM9为核心,设计开发了一个基于ARM和Linux的功能强大的车载监控终端。嵌入式车载监控终端是车载监控系统的重要组成部分。车载监控终端主要由GPS定位模块、ARM监控终端和GPRS通讯模块构成。GPS定位模块主要是接收来自定位卫星的GPS信号,传送给ARM监控终端,监控终端对数据解析后将位置信息与电子地图匹配显示在监控终端的LCD屏上,并定时通过GPRS模块向后台监控中心发送GPS定位数据实现实时监控,同时GPRS模块也接收从后台监控中心发来的指令,通过解析从而控制车载终端本地工作实现特定的功能。本文首先对车载监控系统的组成、功能以及关键技术进行了分析;然后阐述了车载监控终端硬件设计及实现方法;最后完成了车载监控终端的应用软件的设计及实现。软件上采用模块化结构、多线程编程和Socket编程技术,实现了多通道高速数据获取。 实验结果证明,基于ARM和Linux的车载监控终端定位精度高,实时性好,数据传输及时可靠,实现了监控的基本功能,可以满足实用化要求。

    标签: LINUX ARM 车载 监控终端

    上传时间: 2013-06-17

    上传用户:杜莹12345

  • ARM_LINUX平台下基于开源软件的车载导航终端的研究与设计.pdf

    随着国内汽车工业的发展,国内的车辆导航系统的市场需求也越来越大。目前国内推出的一些车载导航定位系统还没有在车载系统中得到广泛的应用,还须在改进技术、提高精度的同时降低开发成本。 车载导航终端结合了导航定位技术、地理信息系统(GIS)、通讯技术以及嵌入式计算机技术,为用户提供导航定位、地理信息等服务。车载导航终端由GPS定位系统、电子地图、嵌入式系统组成。导航终端接收GPS所传送的卫星信号,得到车辆的即时位置,通过GPS信号处理系统传送给主机,再配合嵌入式系统上的空间数据库,将车辆经过的轨迹显示在显示屏上。 本论文首先讨论了车载导航系统的原理和硬件结构,然后分析设计了软件系统的工作流程及实现方案;介绍了Boot Loader和Linux内核的定制、移植;重点介绍了在ARM处理器和Linux操作系统实现车载导航终端各功能模块的详细过程,以及地图匹配和路径规划算法及实现。 为了缩短开发周期、降低开发成本,本设计采用了基于开源软件二次开发的方式。

    标签: ARM_LINUX 开源软件 车载导航

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:xmsmh

  • 基于ARM芯片的GPS接收机设计

    GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,而一体化GPS接收机更是具有全内置、防水、耐寒以及操作方便、适用范围广等优点,己经广泛应用于控制测量和大地测量中。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。 本文介绍了GPS系统的特点、工作原理、课题背景、国内外相关产品的现状以及发展趋势,阐述了GPS接收机的设计原理。文章认为,GPS接收机中的微处理器的性能直接影响整机的性能,相比较其它微处理器,ARM微处理器具有一些独特的优势。文章了ARM系列微处理器尤其是ARM7微处理器的性能特点,并给出了利用ARM7微处理器LPC2138芯片和xc3s1000型FPGA设计GPS接收机的实际设计和调试方案,并对此方案进行了论证,同时给出了各个功能模块的软硬件实现过程,并对样机进行了性能指标测试。

    标签: ARM GPS 芯片 收机设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:kakuki123

  • gps

    GPS全球定位系统开发,gps定位系统开发-GPS Global Positioning System

    标签: gps

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:362279997

  • 高动态GPS接收机CA码的接收

    GPS(全球定位系统)是美国建立的高精度卫星定位导航系统,高动态GPS接收机可应用于卫星、飞机、高速列车等许多场合。高动态给GPS信号带来很大的多普勒频移和多普勒频移变化率,普通民用接收机无法正常工作。适用于高动态条件的接收机可以有效消除多普勒频移及其变化率对信号接收的影响,提高导航定位精度。 本文在深入研究GPS的系统组成、工作原理以及信号格式的基础上,重点研究高动态条件下C/A码和载波的捕获与跟踪方案。论文的主要工作如下: 1.深入研究扩频信号的各种捕获算法,提出了一种适用于高动态的基于FFT的C/A码快速捕获算法; 2.研究扩频码跟踪和载波跟踪技术,设计了载波辅助的码跟踪环路——数字延迟锁定环(DLL)及一种叉积自动频率跟踪环(CPAFC)与科斯塔斯(Costas)环相结合的载波跟踪方案,并在MATLAB环境下建立系统模型,对环路参数进行了详细的设计; 3.初步完成了GPS接收机基带处理模块核心单元的FPGA设计和功能仿真。

    标签: GPS 动态 接收机 接收

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:suxuan110425

  • GPS信号CA码跟踪的FPGA实现

    GPS全球定位系统是美国国防部为军事目的而建立的卫星导航系统,其主要目的是解决海上、陆地和空中运载工具的导航定位问题。GPS作为新一代卫星导航系统,不仅具有全球、全天候、连续、高精度导航与定位能力,而且具有优良的抗干扰性和保密性。因此,发展全球定位系统是当今导航技术现代化的一个重要标志。在GPS接收机中,为了得到导航电文并对其进行解算,要完成复杂的信号处理过程。其中,怎样捕获到卫星信号,并对C/A码进行跟踪是研制GPS接收机的重要问题之一。本文在对GPS信号的结构进行深入的分析后,结合FPGA的特点,对算法进行设计及优化后,给出了相应的仿真。内容主要包括以下几个方面: 1.对GPS信号结构的产生原理进行了深入地分析,并对GPS信号的调制机理进行详细地阐述。 2.在GPS信号的捕获方面,采用了基于FFT频域的快速捕获的方法,即将接收到的GPS信号先利用快速傅立叶变换(FFT)变换到频域,在频域完成相应的运算后,再利用傅立叶反变换(IFFT)变换到时域。从而大大减少了计算量,加快了信号捕获的速度,提高了捕获性能。 3.在C/A码跟踪部分,本文采用了非相干延迟锁定环对C/A码进行跟踪。来自载波跟踪环路的本地载波将输入的信号变成基带信号,然后分别和本地码的三个不同相位序列进行相乘,将相乘结果进行累加,经过处理将得到码相位和当前的载波频率送到载波跟踪环路。 4.载波跟踪环,本文采用的是科斯塔斯环。载波跟踪环和码跟踪环在结构上相似,故本文只对关键的载波NCO进行了仿真。 本文的创新点主要是使用FPGA对整个GPS信号的捕获及C/A码的跟踪进行设计。此外,根据FPGA的特点,在不改变外部硬件设计的前提下,改变相应的IP核或相关的VHDL程序就可对系统进行各种优化设计,以适应不同类型的GPS接收机的不同功能。

    标签: FPGA GPS 信号

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:哇哇哇哇哇

  • 基于FPGA的GPS星座模拟器

    全球定位系统(GPS)可以向全球用户提供位置、速度和时间信息,在航空、航天、海上及陆地等诸多领域得到了广泛的应用,成为一种主要的导航手段。随着空间定位技术的不断发展,空间定位系统必将出现多元化。本文结合计算机技术,以GPS定位系统为例,研究了卫星定位技术中的GPS星座模拟器。 本文综述了卫星导航系统的历史,现状及发展的方向,介绍GPS模拟器的研究发展状况。详细研究了GPS卫星信号传输理论和GPS卫星定位原理。在此基础上,提出GPS模拟器的理论模型和实现方法,研究了GPS星座模拟器的设计思路、组成模块,分析各个模块的设计原理。在理论研究和分析的基础上,提出模拟器的FPGA的设计与实现,以FPGA为平台,用verilog硬件语言实现了卫星信号的模拟,详细研究了基带模块的实现方法,包括C/A码产生模块,导航电文合成模块,码转换模块。最后通过射频模块发出,完成卫星信号的模拟。在信号测试部分,用示波器,频谱仪,MATLAB程序对模拟信号进行了验证实验。验证结果表明,设计满足要求,达到预想目标。

    标签: FPGA GPS 模拟

    上传时间: 2013-05-30

    上传用户:hoperingcong

  • 基于FPGA的GPS中频数字接收机

    本文进行了基于FPGA的GPS直序伪码扩频接收机的设计和数字化硬件实现。论文首先对GPS卫星导航定位系统进行了分析,并对与数字化接收机直接相关联的GPS信号中频部分结合实际系统要求进行了设计和分析,由此确定了数字化伪码捕获跟踪接收机研制的具体要求,之后完成了接收机中频数字化方案设计。同时对伪码捕获跟踪后端的载波捕获跟踪的实现方案进行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上实现了GPS数字化接收机的伪码捕获跟踪。 受工作环境的制约,GPS卫星接收机系统首先表现为功率受限系统,接收机必须满足在低信噪比条件下工作。同时接收机与卫星间高动态产生的多普勒频率,给接收机实现快速捕获带来了难度。通过仿真分析,综合了实现难度和性能两方面因素,针对小信噪比工作条件提出了改进型的序贯伪码捕获实施方案。同时按照捕获概率和时间的要求,对接收机偏压、上、下门限、NCO增益等进行了设计和仿真分析,确定了捕获的数字化实现方案,伪码跟踪采用超前滞后环方案。捕获完成后可使本地伪码与接收伪码的相对误差保持在±1/4码元范围内,而跟踪环路的跟踪范围为±4/3码元,保证了捕获到跟踪的可靠衔接,同时采用可变环路带宽措施解决了跟踪速度和精度的矛盾。 在数字化实现设计中,给出了详细的数字化实现方案和分析,这样在保证工作精度的同时尽量减少硬件资源的开销,利用EDA工具,采用Veilog设计语言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成数字化接收机伪码捕获跟踪的实现,并在其开发平台上对数字化接收机进行了仿真验证,在给定的工作条件下达到了设计性能和指标要求。

    标签: FPGA GPS 中频 数字接收机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:15510133306