1

Дипломный проект на тему:“Реализация модуля обнаружения сигнала GPS на аппаратной платформе с фиксированной точкой”.

Выполнил: Научный руководитель: Кузнецов А.А. к.т.н. Мельников А.О.

Москва, 2010

Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики

2

Цель дипломного проекта

4. Разработано ПО для обнаружения сигнала GPS

Цель: Исследование и программная реализация обнаружения сигнала GPS на аппаратной платформе с фиксированной точкой

В рамках данного дипломного проекта были поставлены и успешно решены следующие задачи:

1. Проведен обзор методов обнаружения сигнала GPS.

2. Описана общая структура приемника спутникового позиционирования.

3. Подробно рассмотрена структура сигнала GPS, обработка сигнала в приемнике и различные реализации приемников GPS .

5. Проведен анализ опасных и вредных факторов, разработаны профилактические мероприятия по каждому вредному фактору

6. Проведен расчет технико-экономических показателей и эффективности проекта

3

Обзор методов обнаружения сигнала в системе спутникового позиционирования

Программная реализация Аппаратная реализация

X

C/A Код

Локальный генератор

X

90o

X

∫t

0

∫t

0

I2 + Q2

Принятый сигнал r(t)

C/A Последовательность с шагом ½ длины чипа

Промежуточная частота с шагом 500 Гц покрывающая

диапазон в 20 КГц

Интервал интегрирования

3 мс

Пороговый детектор

x

x

900

Локальный генератор

Преобразование Фурье x

Обратное преобразование Фурье

| |2

Комплексное сопряжение

Преобразование Фурье

Генератор С/А кода

I

Q

Принятыйсигнал

Пороговый детектор

4

Требования к приемнику спутникового позиционирования

вхождение в слежение за кодом;

выбор навигационных спутников (рабочего созвездия)

выделение и декодирование эфемеридной информации;

накопление и анализ информации полного альманаха;

оценку точности навигационного решения.

5

Структура приемника спутникового позиционирования

ПредусилительПреобразователь

частоты

АРУ

Поиск навигационного

решения

АЦП

Генератор опорной частоты

Подстройка опорной частоты

Обработка несущей и кода для N спутников

Контроль обработки

сигнала

Пользовательский интерфейс

6

Структура сигнала GPS

0

1 2 3 4 5 6 7 17 18 19 20

1 бит (20 мс)

1 мс

1 чип (0.9775 мск)

t

t

t

t

Данные50 бит/с

C/A Код20 периодов на

бит

1 период (1мс)C/A Кода

1023 чипа/период

Несущая L11575.42 МГц

1540 периодов на чип

7

Схема последовательного коррелятора

X

C/A Код

Локальный генератор

X

90o

X

∫t

0

∫t

0

I2 + Q2

Принятый сигнал r(t)

C/A Последовательность с шагом ½ длины чипа

Промежуточная частота с шагом 500 Гц

покрывающая диапазон в 20 КГц

Интервал интегрирования

3 мс

Пороговый детектор

8

Схема параллельного коррелятора

x

x

900

Локальный генератор

Преобразование Фурье x

Обратное преобразование Фурье

| |2

Комплексное сопряжение

Преобразование Фурье

Генератор С/А кода

Q

Принятыйсигнал

Пороговый детектор

I

9

Результаты работы параллельного коррелятора

10

Схема вычислений с фиксированной точкой

x

xQ

I

СА

x

x

~

X2

X2

+

5

5

2

2

9

9

10

10

24

24

30

30

40

∑

∑

11

Квантование входного сигнала

12

Организационно – экономический раздел

13

Заключение

В рамках дипломного проекта были созданы программные средства полностью удовлетворяющие задаче обнаружения сигнала спутниковой навигации

Обработка GPS-сигнала требует высоких вычислительных и емкостных затрат. В связи с этим разработка эффективных алгоритмов является вполне актуальной задачей.

Разработанные средства могут применяться в составе систем спутникового позиционирования

Результаты моделирования на алгоритме с фиксированной точкой показали, что погрешности округления позволяют успешно производить обнаружение сигнала

14

Спасибо за внимание!

Вопросы?