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全球定位系统(Global Positioning System, GPS)进入我国三十余年,在交通导航,大地测量领域得到广泛应用。进入21世纪,我国的卫星导航产业进入高速发展时期。由于GPS接收机技术成熟,研发兼容GPS的北斗接收机成为新的研究热点。接收机的捕获模块的性能直接影响接收机的服务水平,所以对于双模接收机捕获模块是当前研究的重点。 本文重点研究了兼容GPS和北斗-2代卫星信号的捕获算法。首先,在对现有的多种捕获算法研究的基础上,确定了本文基于部分匹配滤波器和多普勒混频结构的双模捕获架构。其次针对传统捕获引擎资源消耗大,频率搜索单元数量过多的问题提出数据动态调整和二级频点合并的改进,降低了后续的电路开销,符合接收机实际应用需求。最后,在Matlab仿真基础上,将捕获算法用Verilog实现。本文基于VCS,FPGA平台对捕获引擎进行了功能仿真和性能测试,并在SMIC40nm工艺下,评估了电路的面积和功耗。 VCS功能仿真测试表明捕获引擎能够完成信号的分档快速捕获,FPGA性能测试表明捕获引擎能够正确捕获低至-137dBm的北斗和-145dBm的GPS卫星信号。电路评估结果表明,在SMIC40nm工艺下,布局布线之后电路面积为640532μm2,网表仿真功耗分析表明功耗在6.3mW左右,满足民用消费级接收机需求。