GPS/INS深组合数字中频信号模拟器的硬件开发

admin · 发表于 2022-9-24 19:57:08

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本文在高等学校博士学科点专项科研基金项目（项目编号：20070006006）的资助下，以GPS和INS深组合应用为背景，以现有的软件中频信号模拟器为基础，通过对DSP的硬件开发以及利用计算机图形卡辅助调制中频载波信号方案的设计，实现了对GPS/INS中频信号的实时模拟，为后续的软件接收机和深组合研究奠定基础。本文主要进行了以下几方面的工作：首先，阐述了GPS/INS综合信号仿真器的层次化设计原理，以及各模块的功能和实现原理，包括卫星轨迹建模、接收机轨迹建模、星历计算、星历编码、载波生成等实现过程。其次，在现有的GPS/INS软件信号模拟器的条件下，利用DSP辅助计算机完成星历管理模块和位调制模块的功能，这两个模块的主要功能包括卫星轨迹计算、星历递推更新以及导航电文的生成等。其中大部分工作量集中在解决计算机和DSP之间的通信题目，本文通过USB接口连接计算机和DSP，利用数据通信协议—驱动程序—硬件芯片组成的三层协议进行远程函数调用和数据传送，克服了串行驱动的通信调度题目。再次，基于计算机并行协处理器在高频计算上的优势，设计了利用计算机图形卡进行载波调制的方案，这种方案充分利用计算机图形协处理器的并行性辅助调制中频载波信号，以减轻CPU计算负担。为此需要调整载波调制算法，使其适应并行计算的要求。最后，本文从多个角度验证了信号模拟器生成的中频信号的正确性和信号的健康程度。

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