GPS接收机基带处理芯片设计研究

摘要

随着电子技术的迅猛反展，GPS接收机小型化的进程不断加快，附带准确的位置和时间信息的消费类电子产品已经上市或在研发中。掌握GPS接收机的设计方法是必要的。 本文在介绍了GPS的组成、定位原理与GPS接收机的工作原理的基础上，提出了一种采用ARM处理器的GPS基带处理芯片的解决方案。由于GPS信号的跟踪需要同时用到硬件和软件，且两者之间有紧密的联系，故需要软硬件协同设计。系统包括数字相关器和微处理器ARM。数字相关器采用FPGA实现，并用ARM处理器控制相关器。软件部分实现了GPS载波和码的跟踪环路算法。 。GPS信号跟踪算法主要包括载波的四象限鉴频器算法、载波频率锁定环和码的延迟锁定环算法。为了验证算法并使其参数最佳，使用Simulink对算法进行了仿真。 采用ARM作微控制器具有功耗低、性能高、开发工具丰富等突出的优点。

目录

文摘

英文文摘

创新性声明和关于论文使用授权的说明

第一章 绪论

1.1引言

1.2课题产生的背景与国内外技术现状

1.3本论文的主要工作

第二章 GPS系统与接收机原理

2.1 GPS系统简介

2.2 GPS信号的结构和相关接收

2.2.1 GPS信号的基本构成

2.2.2伪随机码和m序列

2.2.3数据码和导航电文

2.2.4扩频调制与相关接收

2.3 GPS定位原理

2.4 GPS导航接收机工作原理

2.4.1 C/A码的捕获

2.4.2码的锁定与导航电文的解码

2.4.3载波的跟踪

第三章 使用ARM作基带微处理器

3.1 ARM处理器和Xscale简介

3.3.1 ARM微处理器的特点

3.3.2 ARM微处理器系列

3.3.3 ARM微处理器的寄存器结构

3.3.4 ARM微处理器的指令结构

3.3.5 Xscale简介

3.3.6 ARM微处理器的应用领域

3.2开发平台与开发环境介绍

第四章 GPS接收机基带处理硬件设计

4.1相关器的设计与验证

4.1.1载波DCO和码DCO

4.1.2码产生器

4.2相关器与ARM的连接

4.3 ARM的初始化

第五章 GPS接收机基带处理算法与软件设计

5.1算法设计

5.1.1 C/A码的捕获、跟踪算法

5.1.2载波跟踪算法

5.2算法的Simulink仿真

5.2.1 Simulink简介

5.2.2用Simulink仿真算法

5.3软件设计

第六章 结论

致谢

参考文献

研究成果