北斗二代导航接收机基带处理的算法与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE（电子科技大学图标）论文题目北斗二代导航接收机基带处理的算法与实现专业学位类别工程硕士学号201222010645作者姓名郭峻峰指导教师武畅副教授分类号密级注1UDC学位论文北斗二代导航接收机基带处理的算法与实现（题名和副题名）郭峻峰（作者姓名）指导教师武畅副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士

2、专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.03论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ALGORITHMANDIMPLEMENTATIONOFBASEBANDPROCESSINGOFBEIDOU2NDNAVIGATIONRECIVERAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Mas

3、terofEngineeringAuthor:JunFengGuoAdvisor:Prof.ChangWuSchool:SchoolofInformation&InformationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

4、表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要伴随着信息技术的高速发展，卫星定位导航技术在导航、测绘、天文、军事、通讯等不同领域得到推广，许多地区和国家都在进行卫星导航接收

5、机的开发。随着北斗系统空间信号接口控制（ICD）文件的公布，我国自主研发的“北斗二代”导航系统也逐步完善。基带信号处理部分的研究对发展我国未来卫星导航产业有非常重要的意义，是北斗二代导航接收机性能好坏的关键。为此，本文重点研究基带信号处理中的信号捕获和跟踪算法，然后用硬件描述语言设计各个模块并进行仿真验证。主要工作表现在以下方面：首先，本文介绍了北斗二代信号的特点、调制方式和构成，分析了导航电文、载波、伪随机码的结构与生成；然后阐述了接收机结构、定位原理、原始观测量的捕捉以及下变频理论基础；最后根据理论分析在S

6、imulink平台中搭建了北斗二代导航系统的发送端模型和接收端模型。其次，本文研究了北斗二代信号基带数据处理中的捕获原理和算法。分析和比较时域串行相关捕获算法、基于匹配滤波器的捕获算法、基于快速傅立叶变换的并行捕获算法以及基于PMF/FFT的并行捕获算法。重点对基于PMF/FFT的算法进行建模仿真。然后研究了北斗二代信号跟踪原理和算法，分析了载波跟踪环和码跟踪环的结构以及特点，设计了跟踪算法的整体框架，并根据理论分析在Simulink平台中搭建了跟踪算法模型。最后，本文给出了硬件设计方案，利用VerilogHD

7、L语言在FPGA硬件平台对算法进行逻辑实现。然后对设计的数字基带处理实现方案中的重要模块进行详细分析，给出设计思路、模块结构、实际接口列表，并对实现过程进行阐述，再用Modelsim对代码进行功能仿真。最后给出了硬件仿真结果、综合报表、资源使用情况，验证了算法的性能。关键词：北斗二代，接收机，基带信号处理，信号捕获，信号跟踪，FPGAIABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmoderninformationtechnology,satellitenavigationa

8、ndpositioningtechnologycanbeextendedtothedifferentfieldssuchasnavigation,surveyingandmapping,astronomy,militaryandcommunication.Manyregionsandcountriesareengagedinthedevelopmentandapplicationofs