弹载卫星导航信号存储系统研究

【摘要】现代战争主要是指在核武器威胁下的以高技术兵器为主的常规战争，高新技术武器大量使用、战争信息化程度高、战争消耗巨大等是现代战争突出的特点。为了适应现代战争的需求，提高武器打击精度，对弹载导航接收机的动态性能提出了更高的要求。然而在实际试验过程中对动态接收机进行模拟试验要花费大量的人力物力，设计出一种能够将弹丸飞行过程中的导航信号存储下来的装置，而省去多次重复实验，具有十分重要的意义和实用价值。基于此种背景，本文针对弹载接收系统快速定位的性能要求，设计了一种弹载环境下的GPS卫星导航信号存储装置。首先，文章结合几次现代战争案例，对GPS在现代战争中的应用进行了分析。结合GPS制导武器的优势，对课题的产生背景和研究意义进行了阐明。接下来文章又对国内外弹载存储装置的研究动态进行了分析，列举了我国有关卫星导航信号存储的设备，阐明了我国在弹载存储方面的不足，进而论证了本课题的必要性。而后，文章对GPS信号导航定位原理进行了详细的介绍，阐述了GPS载波、C/A码、数据码之间的关系，建立了GPS定位原理数学模型。在此基础上本文又对系统的捕获与跟踪算法进行了研究。捕获算法方面，对几种常见的GPS信号捕获算法进行了比较，最终得出系统捕获算法采用FFT并行码快速捕获算法的结论。在跟踪算法方面，介绍了载波环和码环，以及两者的组合应用。然后，文章完成了存储系统硬件方面的研究与实现。设计了基于RX3605导航芯片的射频前端以及基于DSP+FPGA架构的基带信号处理部分。根据系统的运算速度、功耗、价格等要求，论证了各种芯片的选型依据，确定了芯片型号，最终围绕各个芯片完成了各自外围电路的设计工作。重点研究了DSP最小系统设计，FPGA配置电路设计，系统通信接口设计等，并在设计中给出了一种无外部扩展SDRAM的DSP电路设计方法。最后，根据相关电磁兼容要求，利用PADS软件完成了存储系统的PCB设计工作。最后，文章对系统进行了硬件调试测试实验。硬件调试和实际测试结果证明，该存储系统能够正常工作，并且具有良好的定位性能。
【作者】翟志猛；
【导师】焦国太；耿生群；
【作者基本信息】中北大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】GPS；存储；弹载；RX3605；硬件；

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