论文部分内容阅读
船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)是在海上用于船舶避碰和识别的数字助航系统,对于维护海上交通安全发挥了巨大的作用。AIS系统的位置信息由全球卫星导航系统(Global Navigation Satelite System,GNSS)提供。为了提高AIS系统的可靠性,目前在海事领域正在研究GNSS系统的备用定位系统—陆基定位系统。大连海事大学导航研究所研发了基于AIS岸站的船舶自主定位系统,在系统的研究过程中,为了对AIS和GNSS的实时信号信息分析和处理,需要对AIS和GNSS的中频数据进行采集和存储,有利于对该信号进行检测评估并且获得大量原始数据以备使用,在实际应用和研究意义方面有重大价值。本文基于嵌入式三核平台设计了中频数据采集存储系统,能够实现中频数据的采集以及存储。所设计的硬件平台包括采集模块、XilinxSpartan-6+OMAPL138三核平台和SATA存储设备。其中由ADS830E采集器完成对AIS信号的采集,经过接口转接模块将数据传送到三核平台FPGA I/O 口,由NJ1006A射频前端从GPS天线接收信号,经过电平转换模块,并由供电模块向该前端和转换模块供电,将电平转换模块的输出接到三核平台FPGA I/O 口,最终将数据存到SATA硬盘。系统软件分为采集、传输、存储三个部分。采集部分的程序用于控制采集器的时序和数据接收,用Verilog语言编写,在FPGA中运行。传输部分的程序包括DSP的DMA接收uPP数据及两处理器在共享内存中数据的存取,其中DSP和ARM分别运行SYS/BIOS和Linux操作系统,采用TI的SYSLINK双核通信组件完成数据的交互,最终采集到的数据存储到SATA硬盘中。完成数据存储后,进行系统平台的测试和验证。将采集并存储的AIS中频数字数据在Matlab中恢复波形,并进行快速傅里叶FFT变换,比对在示波器中实测的信号源波形和中心频率,从而验证其准确性。在FPGA接收GPS中频数据端通过CHIPSCOPE工具查看波形是否与程序逻辑一致,从而验证其准确性。