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---- 基于DSP的高動態(tài)GPS接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)討論 (http://www.martymets.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=55&id=2186)
-- 發(fā)布時間：2010-12-7 12:50:43
-- 基于DSP的高動態(tài)GPS接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)討論
單片機(jī)的Proteus虛擬仿真|基于87C196實現(xiàn)的快速無功電流檢測|專用條形碼無線掃描器設(shè)計|一種智能型兆歐表的設(shè)計|基于MSC1211單片機(jī)的RFID接收系統(tǒng)設(shè)計|基于雙單片機(jī)通信的無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)|ST9+系列單片機(jī)I2C總線驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)|利用VB實現(xiàn)PC機(jī)與多單片機(jī)通訊|利用微處理器監(jiān)控電路提高單片機(jī)系統(tǒng)與掉電保護(hù)電路的可靠性|利用16C554實現(xiàn)主從式單片機(jī)遠(yuǎn)距離通信擴(kuò)展|
正文：
根據(jù)DSP芯片運算速度、價格、軟硬件資源、運算精度、開發(fā)工具、功耗等因素，以TI公司的32位DSP芯片TMS320VC33作為中央處理器進(jìn)行GPS信號處理和定位求解。其運算速度為75MIPS，單指令周期為13ns，內(nèi)置1.1Mbit RAM，由0.18?滋m CMOS工藝制造。
DSP功能包括信號收集處理、GP2021硬件控制、相位跟蹤和導(dǎo)航數(shù)據(jù)解調(diào)環(huán)路、GPS導(dǎo)航電文提取、電文推算、導(dǎo)航定位求解等[1]（見圖3）。
信號收集處理主要完成從相關(guān)器輸入正交、同相超前和滯后通道的相關(guān)積分值，根據(jù)這些積分值實現(xiàn)碼環(huán)、載波環(huán)捕獲和跟蹤過程中的判決和濾波等功能[2]。
GP2021硬件控制主要完成碼環(huán)、載波環(huán)路的閉合控制過程。根據(jù)相位跟蹤環(huán)路和碼環(huán)、載波環(huán)路輸出的控制量動態(tài)地調(diào)節(jié)GP2021的碼DCO和載波DCO中的值，實現(xiàn)數(shù)據(jù)解調(diào)。
相位跟蹤和導(dǎo)航數(shù)據(jù)解調(diào)環(huán)路是載波跟蹤環(huán)路的最后一個環(huán)節(jié)，由它實現(xiàn)載波相位的抽取和數(shù)據(jù)解調(diào)。
接收機(jī)充分利用DSP處理器的功能，將以上軟件都集中在一片DSP處理器中運行。DSP芯片的高速運算性能使得部分硬件功能軟化，大大縮小了接收機(jī)的體積，同時增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。
在碼和載波跟蹤環(huán)路中，許多地方使用了數(shù)字濾波器。由于TMS320VC33計算精度很高，可以實現(xiàn)幅頻特性很陡直的濾波器，完成帶寬很窄的濾波。另外，DSP在進(jìn)行數(shù)字信號處理過程中，僅受量化誤差和有限字長影響，在處理過程中不引入其他噪聲影響，有較高的信噪比。而這些正是筆者跟蹤環(huán)路、跟蹤頻率斜升信號所必須的。同時，用DSP軟件編程實現(xiàn)數(shù)字濾波，只需修改編程過程中的幾個設(shè)計參數(shù)，就能靈活方便地實現(xiàn)不同性能的濾波器，從而改變跟蹤環(huán)路的環(huán)路特性，為環(huán)路的調(diào)試帶來極大的便利和靈活性。
2 動態(tài)GPS接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究
（1）實時有效的GPS星的歷書的推算：為快速捕獲信號，快速地定位，縮短冷啟動時間，必須保證實時有效的GPS星的歷書的存在。衛(wèi)星的最新歷書直接由用戶根據(jù)較早的星歷導(dǎo)出，通過外推得到冷捕搜星時刻的有效數(shù)據(jù)�，F(xiàn)在，經(jīng)過對間隔一個月的星歷進(jìn)行推算，GPS星軌道長半徑α、偏心率e、軌道面傾角i、軌道準(zhǔn)經(jīng)度Ω