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1、上海交通大學摘要軟件GPS接收機的研究摘要在21世紀，星基導航技術的應用已成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡囊徊糠帧PS已在許多新的領域取得廣泛應用，例如石油勘探，飛機進場著陸以及汽車導航等。隨著GPS技術應用領域的不斷拓寬，人們對GPS接收機的要求也越來越高。近年來，GPS接收機的研究目前已成為導航研究領域的熱點。目前使用的GPS接收機可以分為兩種：硬件接收機和軟件接收機。盡管大部分硬件接收機在使用中性能表現(xiàn)良好，但它們不僅很難在惡劣的環(huán)境保持正常工作狀態(tài)，而且兼容性欠佳，升級成本高，除此之外，隨著時間的推移，部件會逐漸老化，這也會降低接收機的可靠度和精度。相
2、比之下，最近逐漸引起研究者們關注的軟件GPS接收機，借助通用的微處理器在頻域執(zhí)行相關運算，具有操作上的靈活性和系統(tǒng)間的兼容性，所以當需要升級接收新的導航信號時，設計者所要做的僅僅是修改相關的程序或參數(shù)。盡管有諸多優(yōu)點，但和硬件接收機相比，軟件接收機的運算能力不是很高。特別是在有遮擋的環(huán)境中使用時，由于遮擋、反射等影響，信號受到嚴重的衰減，載噪比（Carrier-to-NoiseRatio，C/NO）通常都在34dB-Hz以下，且軟件接收機不能為額外的信號處理算法提供足夠的運算能力，從而使得軟件GPS接收機很難實時捕獲跟蹤信號，有時甚至會出現(xiàn)無法定位的情況。
3、I上海交通大學摘要隨著微處理器的飛速發(fā)展，F(xiàn)PGA中可以集成大量的邏輯單元，所以對于捕獲微弱GPS信號所需要的巨大運算量這個問題，F(xiàn)PGA提供了一個理想的解決方案。在對FPGA的基本結構、常用設計工具及通用設計程序進行詳細介紹后，本文提出一種新的基于FPGA的捕獲方法并對其進行檢測，以確定軟件GPS接收機在市區(qū)、隧道等有遮擋的環(huán)境中的捕獲低載噪比信號的能力。這項工作的目的是為了驗證軟件接收機在作適當改進后也能有效捕獲到微弱GPS信號，同時為能在惡劣環(huán)境中快速定位的高靈敏度軟件GPS接收機的發(fā)展提供了一個思路。關于軟件GPS接收機的另一個問題是：目前大部分軟
4、件GPS接收機都還處于實驗室階段，工作時所處理的信號大部分是仿真信號，對于噪聲等干擾不可預計的真實信號，能否進行處理仍需實踐檢驗。故在闡述完基于FPGA技術的微弱GPS信號捕獲實現(xiàn)方法后，本文嘗試用軟件GPS接收機對采集到的真實信號進行跟蹤。成功的試驗結果進一步為軟件GPS接收機的普遍推廣奠定了堅實的基礎。關鍵詞：全球定位系統(tǒng)，軟件GPS接收機，現(xiàn)場可編程門陣列，微弱信號捕獲，真實信號跟蹤IIShanghaiJiaoTongUniversityABSTRACTResearchonSoftwareGPSReceiverABSTRACTInthe21stcen
5、tury,theuseofspace-basednavigationtechnologyhasbecomeanessentialpartofpeople’slife.GlobalPositioningSystem(GPS)hasbeenseeninmanynewandinnovativeapplicationssuchasoilexploitation,spacecraftlandingandvehiclenavigation.AstheapplicationofGPStechnologybecomesmorewidespread,highrequirem
6、entsforGPSreceivershavebeenbroughtupbyusers.AndsoftwareGPSreceivershavebecomethefocusofexpertsinrecentyears.CurrentlytherearetwomaintypesofGPSreceivers:hardwarereceiversandsoftwarereceivers.Althoughmosthardwarereceivershaveprovenarelativelysatisfyingperformancewhenused,theycannota
7、lwaysworkwellundersevereconditions.Besides,itisaveryconsumingtaskforthemtoupdateandthecostishighbecausecomponentshavetobereplacedevenforaminorchange.Inaddition,componentvaluesdriftovertime,whichwillreducereliabilityandaccuracyasreceiversage.Incontrast,softwarereceivers,whichhavebe
8、comethefocusofexpertsinrecentyear
