基于DSP和FPGA的卫星信号模拟器设计与实现

为给卫星导航接收机的测试提供高稳定度、高精度、可复现的卫星信号,设计了一款卫星信号模拟器。该系统以DSP+FPGA作为核心芯片,并集成了射频上变频电路、高速D/A转换电路、Flash芯片和SDRAM芯片。系统可以实现GPS L1信号和BDS B1I、B2I、B3双模多频点卫星信号的模拟。利用商业接收机对硬件平台生成的卫星导航信号进行测试,定位结果验证了卫星信号模拟器设计的正确性,表明该系统达到了预期设计要求。     

一种灵活的导航接收机前端电路设计

世界上的卫星导航信号资源正不断得到完善和丰富,另外过去针对GPS C/A码的卫星导航接收机已经越来越不能满足实际需求了,这就使得发展多频多系统的卫星导航接收机变得可能而且必要了.但是,由于目前还没有合适的针对多频多系统的卫星导航接收机专用集成电路;因此作者利用市面上已有成熟的通用集成芯片,设计了一种能够兼容多种频率和多种系统的卫星导航接收机前端电路.针对不同的卫星导航信号,该前端电路的频率和信道带宽都可以容易地更改.     

北斗/GPS双模射频接收模组的设计与实现

顺应双模或多模卫星导航接收机在民用市场中的发展趋势和需求,结合卫星导航接收机涉及的几个关键技术指标和射频电路设计的基本理论,采用两片MAX2769射频芯片,设计了一款北斗/GPS双模兼容的射频接收模组。实测结果表明,设计的模组性能优越,工作稳定,可以有效应用于商用卫星导航双模兼容接收机的研究中。     

卫星定位信号接收机系统研究与设计

本文在研究卫星定位信号接收机系统的构成及原理之后,介绍了一种基于Nemerix公司GPS芯片组的卫星定位信号接收机的设计.该接收机主要由射频前端和基带处理器两个部分组成,分别以NJ1006A和NJ1030A为核心芯片.射频前端芯片NJ1006A接收卫星定位信号后将其变换为数字中频信号,并传给基带处理器NJ1030A进行信号的捕获、跟踪以及定位解算等一系列的处理,输出定位信息.文章讨论了系统的整体结构,重点对系统中各部分的外围电路和相互接口进行了设计与分析,并给出了各部分在调试时的注意问题.最后,给出了软件下载过程和测试结果.实验结果表明,系统的整体设计是合理有效的.     

GPS+BDS双模的快速定位接收机设计

介绍了以FPGA和DSP为主要芯片的双模接收机的整体方案设计.系统主要分为三个模块:射频前端模块、基带信号处理模块和定位解算模块.系统充分利用FPGA和DSP各自的优势完成了接收机对卫星信号的捕获、跟踪和定位解算功能.通过粗略的本地时间、本地位置和有效星历进行发射时间预测的快速定位,在不经过导航电文位同步和帧同步的情况下,对信号发射时刻进行预测,实现快速定位.     

基于ARM+FPGA北斗接收机设计

作为新一代卫星导航系统,北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统.随着北斗系统的逐步改进和完善以及我国经济、军事、民用等各方面需求的不断加强,北斗系统将具有更多和更广泛的应用领域.本文在了解卫星导航原理的基础上,介绍了一种基于ARM+FPGA架构的导航接收机系统,分别介绍了接收机的硬件系统架构和软件系统架构:接收机的射频前端采用SE4120芯片,基带处理部分采用ARM9内核的AT91 SAM9G20芯片和CycloneⅢ系列的EP3C120F484芯片.同时阐述来接收机的软件设计,包括捕获引擎、跟踪引擎、解凋电文,定位解算等.     

基于独立DSP平台的实时卫星导航接收机的设计

以TI公司的TMS320C6416芯片为例,设计实现了基于独立DSP芯片的通用卫星导航接收机平台,说明了如何通过单独的DSP平台实现中频卫星信号的采集、程序和数据的存储、线程调度等功能,以及如何支持多星座卫星导航接收机扩展。实验结果表明,根据本方案实现的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能。     

AD8347在接收机前端设计中的应用

首先说明了AGC电路的工作原理,介绍了具有70dB动态范围的AGC芯片AD8347的特点。最后,给出了该芯片在一个接收机系统中应用的实例。以该芯片设计的AGC电路运行稳定可靠,证明了其在接收机射频前端设计中的有效性。     

双射频前端GPS遥感延迟映射接收机设计

介绍了双射频前端GPS遥感延迟映射接收机的设计原理及在海洋风场测量中的应用.设计选用Zarlink公司的射频前端芯片GP2010和相关器芯片GP2021,并采用左旋天线、双射频前端以及开环控制等技术,对海面GPS散射信号相关功率进行测量和记录,为海面风场反演提供数据.给出在天津近海运12飞机上实际飞行试验的输出结果,实验证明了本设计的合理性和可用性.     

超高频RFID读写器射频前端设计与仿真

本文介绍了射频识别读写器的工作原理和国际标准,利用Agilent公司的ADS2005仿真软件对RFID读写器射频前端收发系统进行了仿真分析,对读写器射频前端的拓扑结构、接收机零点效应、I/Q双路原理进行了详细研究.并进一步给出了基于通用通信芯片的UHF射频识别读写器射频前端的设计方法.实际应用结果表明,该设计可以达到ISO/IEC18000-6B标准的要求.     

射频接收前端的ADS设计与仿真

射频接收前端作为射频信号分析仪的重要组成部分,对射频（RF）信号的测量起着决定性的作用。使用ADS软件,构建了一种860~960 MHz的射频信号分析仪射频接收前端系统仿真平台。在设计中采用了前置低噪声放大器（LNA）来降低系统噪声,利用自动增益控制（AGC）来实现接收前端的大动态范围。对设计的射频接收前端的增益、噪声系数、灵敏度、动态范围等指标进行了分析计算,并通过仿真工具进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的射频接收前端各项指标均达到了设计要求。     

GNSS欺骗式干扰检测综述

近年来,随着卫星导航系统在军事监测、精细农业、交通监控、资源勘探、灾害评估等领域的广泛应用,提高卫星导航系统的安全性和鲁棒性成为研究的热点。介绍了卫星导航欺骗式干扰的原理与分类,根据卫星信号从生成到最终实现定位导航这一过程和基于统计学层面将当前的欺骗式干扰检测技术分成基于导航数据信息、基于空间处理、基于射频前端处理、基于基带数字信号处理、基于定位导航运算结果和基于机器学习等六大类,并对每类采用的检测方法进行性能对比,从实时检测和综合检测两个方面对未来的欺骗式干扰检测进行展望。     

应用于北斗卫星通信系统的低噪声放大器设计

北斗卫星导航系统由我国自主研发,其研制目的是为了在日益严峻的世界环境下巩固我国的军事实力。北斗射频接收芯片是北斗卫星导航系统中整个地面端设备的核心,因此,关于射频接收机芯片的研发工作具有十分重要且实际的意义。文中在基于窄带低噪声放大器理论的基础上,采用TSMC0．18μmCMOS工艺设计了一种应用于北斗通信系统中的低噪声放大器。放大器采用改进的单转双电路结构,并通过缓冲级电路对差分信号的幅度和相位偏差进行了有效的校正。实验结果表明该电路在2．45GHz-2．55GHz频带内输入回波损耗小于-28dB,噪声系数小于1．1dB,功率增益大于15dB,电压增益高于32dB。     

GNSS姿态测量接收机性能分析

利用同源射频平台实现了一种全球导航卫星系统（ GNSS）姿态测量的接收机,接收机各射频电路相同且使用同一个晶振驱动,各射频通路之间有相同的信号处理特性。可以将射频通路分为主射频通路和从射频通路,主射频通路实现信号的捕获与跟踪,从射频通路利用差分相位鉴别器完成测量观测量提取。与传统使用独立接收机实现载波差分测向不同,主射频通道进入跟踪状态后立即输出观测量,无需检测载波半周跳变,实现快速姿态测量。利用GNSS姿态测量接收机、Novatel接收机以及惯性导航系统进行了跑车实验,实验结果表明：姿态测量接收机具有更好的载波测量输出能力,姿态测量精度和商业接收机相当。     

2.4G直接下变频接收机射频前端的设计与研究

射频前端模块性能关系到整个接收机的性能,直接下变频接收机有体积小,价格低和高集成度的优点而受到了广泛的重视。本文对直接下变频接收机进行了研究,分析了该接收机特点,提出了一种直接下变频接收机的射频前端实现方案,并用软硬件平台对其实现,实测的2.4G本地振荡信号和接收机解调信号表明达到系统要求指标。     

实时卫星导航接收机在独立DSP平台上的设计实现

针对目前卫星导航接收机通常需要依赖FPGA芯片或ASIC芯片,功能扩展升级困难的问题,提出了基于独立DSP芯片的模块化卫星导航接收机平台的构建方法,并研究了中频卫星信号的实时采集、程序和数据的分配与存储、线程调度管理技术.在此基础上,以TI公司的TMS320C6416芯片为实例,设计实现了实时软件接收机样机.实验结果表明,依照该方案设计的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能.     

SINS/GLONASS/GPS组合导航系统的故障检测研究

为了避免由于应用过多的卡尔曼滤波器在组合导航系统中所带来的一系列问题,提出了一种应用SINS/GLONASS/GPS组合导航信息进行故障诊断的新方案。在总体设计了SINS/GLONASS/GPS组合容错导航系统方案的基础上,从理论上证明了该方案的可行性。SINS/GPS/GLONASS容错导航系统大大增强了系统的可用性和自主完备性,同时,提高了系统的联合定位精度。     

GPS L1信号的中频数据采集系统设计

基于GPS软件接收机对前端模块的设计要求,介绍了一种SiGe公司生产的GPS射频前端ICSE4150L在射频模块设计中的典型应用.前端IC输出的信号通过通用串行总线USB模块后,数据被传输到上位机PC中进行数据处理,实现了GPS L1信号的中频数据采集系统的设计.SE4150L双天线的设计有利于适合不同应用环境的需求,...     

高旋弹卫星导航接收机半实物仿真

半实物仿真是测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下工作性能的有效手段。为测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下的性能,阐述了二维弹道修正引信实现弹道修正的工作原理和北斗卫星导航接收机的基本工作原理;建立了高旋7自由度弹道模型;设计了半实物仿真系统,编写了仿真模型,并在RT-LAB实时仿真平台上运行;分别在非旋转条件和旋转条件下对卫星导航接收机进行了半实物仿真测试,仿真测试结果显示仿真机数据与弹上机转换后数据曲线重合。实验表明：半实物仿真系统可有效检验高旋炮弹卫星导航接收机功能和准确度。     

Integrated navigation system for a space vehicle on a geostationary or highly elliptic orbit operating in the presence of active jam

An onboard navigation system for a space vehicle on a geostationary or highly elliptic orbit including such measurement sources as optoelectronic Earth, Sun, and star trackers, and a multichannel global navigation satellite system receiver is studied. The purpose of this study is to form a general design of an integrated navigation system including the justification of its architecture and operation algorithms based on conditions under which the desired accuracy can be achieved. Based on the analysis of the GPS and GLONASS navigation satellites visibility conditions, the practicality of using a deeply integrated system architecture is established; this architecture can ensure the desired navigation accuracy even when less than four navigation satellites are visible. To integrate various measurements, a special “scalar” modification of the Kalman filter (the so-called integral Kalman filter) is used. As uncontrollable factors, instrument sensor errors and artificial jam in the operation of the navigation signals receiver are considered. The main tool for the analysis of the navigation system error is simulation, which is performed using dedicated software of object-oriented architecture.