免费论文：高动态卫星导航中频信号模拟器和快速捕获算法的实现研究

本文主要研究在高动态条件下GPS卫星中频信号的产生，以及在有限FPGA硬件资源内快速捕获的实现。本文主要采用了一种实现高动态GPS中频数字信号模拟器的方法，该方法在软件与中频信号产生模块FPGA之间增加了DSP的设计使得体现用户高动态运动的参数能够得到更快的更新，从而模拟高动态用户所接收到的信号特点。在给出该数字信号模拟器设计方法的同时数字噪声的产生方法进行了研究，通过仿真分析，该方法产生的数字噪声与真实的卫星信号中的噪声具有一定程度的相似性，是一种不需要耗费大量硬件资源就能实现的方法。由于信号模拟器具备数字噪声产生器，所以文中设计的信号模拟器能够直接给出数字中频信号对在研阶段的用户接收机进行验证，具有很强的实用性。本文还对卫星信号长码快速捕获的实现方法进行了研究，该方法的主要特点是相对其他快捕方案，它占用的硬件资源更少。在设计中采用了以RAM替代寄存器、查找表替代复杂计算等一系列方法控制硬件资源的使用。由于资源占用较少，这种硬件实现方法更具备应用意义。实验结果表明，本文提出的模拟器硬件实现平台具有较好的动态调整性能，能够为在研发阶段的接收机提供良好的动态导航信号，同时便于控制和扩展。对于多普勒频率范围为±20KHz的信号，扩频快捕模块在在60s内完成对10M个码相位的搜索，其码相位估计精度为±0.5个码片，频率估计精度为±150Hz，且该捕获模块占用较少硬件资源。

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