基于FPGA和DSP的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)測試平臺
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2.1 捕獲
為了讓跟蹤環(huán)路正常跟蹤信號，必須先通過調(diào)整本地載波和偽碼使得他們與接收到的載波和偽碼粗略對準(zhǔn)，這就是捕獲。粗略對準(zhǔn)的原則是捕獲后的本地載波和信號載波頻差在載波跟蹤環(huán)的跟蹤范圍內(nèi)，本地碼和信號碼的相差在碼跟蹤環(huán)的跟蹤范圍內(nèi)。因此捕獲就是一個在時域和頻域的二維搜索過程。
信號的捕獲采用最簡單的單積分滑動相關(guān)的方法，原理如圖 3所示。為了提高捕獲速度和精度，頻率的搜索采用大步進(jìn)和小步進(jìn)結(jié)合的方法。即先用大步進(jìn)粗略捕獲，然后在捕獲到的頻點(diǎn)上進(jìn)行小步進(jìn)精確調(diào)整。 本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/191960.htm
2.2 跟蹤
圖 2中的跟蹤通道、DSP接口、DSP內(nèi)的鑒頻器、鑒相器和濾波器組成了完整的跟蹤環(huán)路。 整個跟蹤環(huán)路的原理框圖如圖4所示。圖中的乘法器和積分器實(shí)際上是組成了一個相關(guān)器。載波NCO 和碼 NCO分別產(chǎn)生本地載波和本地偽碼時鐘。碼發(fā)生器產(chǎn)生本地超前路（ Eearly），當(dāng)前路（ Prompt）和滯后路（Late）偽碼。FPGA在每次相關(guān)累加結(jié)束后向 DSP發(fā)出中斷請求，送出超前、滯后和當(dāng)前路各自的相關(guān)累加值。DSP響應(yīng)中斷，用超前和滯后路的相關(guān)值進(jìn)行偽碼相位的鑒別，當(dāng)前路相關(guān)值用于載波的鑒頻和鑒相。提取出的偽碼、載波誤差信號經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波器后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率控制字，反饋到 FPGA調(diào)整載波 NCO和碼 NCO，完成碼跟蹤和載波跟蹤環(huán)路的閉環(huán)，從而對接收信號進(jìn)行跟蹤。
圖 5為用設(shè)計的程序捕獲跟蹤 GPS的 PRN01衛(wèi)星得到的 I/Q兩路相關(guān)峰值。
3 結(jié)論
雖然該平臺采用了雙 FPGA加雙 DSP的四核設(shè)計，但是四個主處理器之間可以互相通信，因此當(dāng)驗(yàn)證高性能接收機(jī)而需要大量的硬件資源時，可以將兩片 FPGA合而為一作為一片 FPGA使用。如將圖 2中的捕獲模塊和其他模塊放在不同的 FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)。而當(dāng)驗(yàn)證兼容接收機(jī)或者雙頻點(diǎn)接收機(jī)時，又可以將平臺一分為二，當(dāng)成兩個基于 FPGA＋DSP的硬件平臺，而且兩個平臺之間還可以通過數(shù)據(jù)交互建立聯(lián)系。
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