基于NI 5645R导航信号地面增强系统的设计与实现

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hgra_1982
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全球导航卫星系统(GNSS)广泛应用于在各个领域,与此同时卫星导航系统的一些不足之处也越来越受到关注。导航信号传播距离比较远,非常容易受到遮挡和干扰、电离层和对流层折射延迟的影响还有垂直方向上定位精度不够等,这些原因使得卫星导航系统无法满足一些特殊精密定位及微弱信号应用场合的要求。为了改善导航系统性能同时拓展应用场景,本文设计并实现了导航信号地面增强系统平台。  本研究以GPS信号结构为基础,完成了地面增强信号格式的详细设计,形成了多载波灵活多变的导航增强信号格式。利用NI公司设备搭建了一套基于PXI系统的软件设计无线电硬件平台,该平台包括PXIe-1075机箱、PXIe-8135实时嵌入式控制器以及PXIe-5645R矢量信号收发仪。导航信号地面增强平台以此硬件平台为基础,采用LabVIEW FPGA高效率的编程语言,在设备内置Xilinx Virtex-6 FPGA内完成整个数字中频基带信号的产生和处理过程。系统包括信号增强产生平台和信号增强接收验证平台,通过两套可视化上位机软件,对增强信号发射和接收参数进行控制。信号增强产生平台在FPGA产生基带数字信号,经过DA转换,通过正交上变频产生最终的导航增强信号。信号增强接收平台对导航增强信号进行正交下变频,经过AD转换,对数字信号进行接收存储。本文对导航信号增强平台的各项性能指标进行了测试,最后通过MATLAB编程对接收存储的数据进行了伪码捕获和导航电文的跟踪,验证了系统的有效性,达到了设计要求。信号增强平台采用软件无线电设计理念。该方法具有强大的灵活性,对不同的需求,可适用于同一硬件平台实现。整个开发基于LabVIEW FPGA,采用的图形化编程方法极大地简化I/O连接和数据通信任务,很大程度上提高了设计效率、降低设计难度、缩短设计周期。
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