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电子技术应用 2013年第5期39卷 32-34页

作者：翟昆朋何文涛徐建华叶甜春中国科学院微电子研究所北京100029 杭州中科微电子有限公司浙江杭州310053

从卫星系统的授时原理、授时精度评估、接收机1PPS授时脉冲产生出发,分析了基于卫星的无源授时,并基于自主研制的GPS/bd2多模接收机和支持GPS单系统的LEA-5T授时模块进行了对比测试。测试结果显示,接收机在单bd2模式下,1PPS授时脉冲的... 详细信息

从卫星系统的授时原理、授时精度评估、接收机1PPS授时脉冲产生出发,分析了基于卫星的无源授时,并基于自主研制的GPS/bd2多模接收机和支持GPS单系统的LEA-5T授时模块进行了对比测试。测试结果显示,接收机在单bd2模式下,1PPS授时脉冲的精度优于10 ns(1σ)。

关键词： bd2 GPS 单向授时 1PPS

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bd2接收机基带系统的FPGA设计与实现

BD2接收机基带系统的FPGA设计与实现

作者：贺洋武汉理工大学

学位级别：硕士

bd2接收机基带系统是对采样后的模拟信号直接在中频进行数字处理,具有有效克服带外噪声和直流漂移的影响等优点。目前主流的导航接收机全部为全数字式接收机,主要包括射频处理、导航接收机基带信号处理、信息处理和交互程序三部分。射... 详细信息

bd2接收机基带系统是对采样后的模拟信号直接在中频进行数字处理,具有有效克服带外噪声和直流漂移的影响等优点。目前主流的导航接收机全部为全数字式接收机,主要包括射频处理、导航接收机基带信号处理、信息处理和交互程序三部分。射频处理将导航信号将卫星导航信号经过处理得到数字中频信号;基带信号处理部分用于实现对信号伪随机码相位、载波信号的同步和信息码的解调和译码;信息处理部分用于获得基本的导航定位信息;交互程序部分直接处理用户的各种需求。其中,基带信号处理是导航接收机中的核心功能部分,信号处理部分的粗同步部分采用FFT的捕获方式,处理时间较快对系统的首捕和失锁再捕指标影响较小,所以能够影响接收机的性能指标主要体现在基带信号处理的跟踪和信息码的解调和译码部分。针对接收机处理速度慢不能满足实时定位的这一劣势,本文给出了基于FPGA的bd2代接收机基带系统,它具有处理速度快、实现灵活、可重复编程等优点。本方案的设计平台是Alter公司的Cyclone III系列的EP3C120F780C7芯片,它提供丰富的逻辑、乘法器、存储器和锁相环,而且拥有更低的功耗。针对一般导航接收机系统的定位精度较差的劣势,本文提出了非均匀采样的设计方案,并在此方案基础上结合采样定理和系统实现的复杂程度,确定了系统的采样频率。通过对系统的全局把握,由于在前段捕获部分使用较多的存储器资源,为了应对存储器资源紧张的状况,本文通过下变频模块的软件仿真提出了一种新的设计方案,在不影响系统指标的前提下可以大大减少存储资源的使用。常见的导航系统,无论是bd2导航系统的还是其他导航系统的定位研究都是对低动态用户的,鉴于此,我们通过分析和研究性能指标,提出了能够实现地面的接收机拥有300m/s速度动态定位的设计方案,本文首先通过比较伪随机码相位和载波的各种跟踪方案优缺点,接着通过软件仿真和硬件调试设置合理的转换门限,提出了一种超前-滞后非相干延迟码跟踪环和频率辅助相位的costas环载波跟踪方案,并在设计的过程为了克服乘法器资源有限的问题,提出了时分复用的设计方案。目前针对导航接收机的信息码的解调和译码的研究是比较少的。本文在分析误码率的基础上,对信息码的解调和译码电路进行了设计和实现,并对信息码的解调方案和译码方案进行改进,增加了虚警验证环节,不仅可以大大减少虚警概率而且可以实现连续的信息译码。

关键词： bd2 基带系统 FPGA跟踪锁频环

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bd2/GPS双模软件接收机研究

BD2/GPS双模软件接收机研究

作者：张丽山江苏科技大学

学位级别：硕士

随着全球卫星导航系统的快速发展，能够兼容美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo和中国北斗二代bd2等多个导航系统的导航接收机势必会成为未来的重要趋势。与单系统导航接收机相比较，多系统导航接收机具有卫星多、覆盖好、定位精度高... 详细信息

随着全球卫星导航系统的快速发展，能够兼容美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo和中国北斗二代bd2等多个导航系统的导航接收机势必会成为未来的重要趋势。与单系统导航接收机相比较，多系统导航接收机具有卫星多、覆盖好、定位精度高、可靠性好等一系列优点。本文主要研究一种具有高动态性能的能够兼容GPS-L1和bd2-B1两个系统的双模导航接收机。论文首先详细研究了GPS-L1和bd2-B1两个频点信号的基本结构，着重研究目前存在的三种比较常见的信号捕获方法，通过比较它们算法的优劣，得出码并行捕获法是三种方法中捕获速度最快的，为进一步提高捕获速度，本文对码并行捕获算法做了改进，在不影响捕获精度的情况下，将码并行捕获算法采用的码相位并行、载波频率串行搜索，改进为码相位并行和载波频率四路并行搜索，并且用Matlab仿真验证了改进的捕获算法。将改进的算法和码相位捕获算法的仿真结果进行对比，看出改进的算法可以有效地提高信号捕获速度。接着，设计了双模接收机的整体结构，并对双模发生器、双模选星算法、双系统的时间和坐标转换以及解算模型进行了大量研究，使得接收机能够在不同的环境条件下满足精确定位的要求。然后，根据本接收机需要满足24通道、10Hz定位频率的要求，本文设计了快捕复用模块和帧同步复用模块，从而降低了FPGA资源占用率，并且通过减少DSP中断服务子程序来提高了DSP运算效率和降低DSP运算开销。最后，论文设计了接收机的射频前端处理模块和基带信号处理单元以及上位机软件，上位机软件主要实现命令发送和星座分布、卫星信噪比、接收机轨迹、统计数据、协议解析的实时显示，可对接收到的数据进行具体分析。

关键词： GPS bd2 组合导航双模接收机融合

U75V重轨钢bd2开坯过程有限元数值模拟和分析

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特殊钢 2012年第3期33卷 12-14页

作者：陈林孙盛志内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010

通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对重轨钢U75V(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、≤0.025P、0.008～0.025S、0.04～0.08V)在bd2轧机于1 200℃开坯5道次轧制过程进行了数值模拟,分析了各道次稳定断面处等效应力、等效应变的分布情况。结果表明,轧件头部、腰部和底部随每道次的变化其应力、应变分布存在差异;稳定截面处轨头、轨腰和轨底各道次应力曲线的分析得出,轨头应力变化最大,最大值达64.8 MPa,提高重轨轨头的屈服强度有利于延长重轨寿命。

关键词：重轨钢 bd2 有限元等效应力等效应变数值模拟

基于DSP Builder的GPS/bd2快捕算法设计与实现

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电子技术应用 2014年第6期40卷 137-139,142页

作者：杨长林杨宇刘延飞胡建宇第二炮兵工程大学陕西西安710025

介绍了GPS L1频点和bd2 B1频点并行码相位捕获算法的基本原理。为了提高捕获速度,减少计算量,保证捕获精度,易于电路实现,采用固定位置的平均采样方法改进了捕获算法。在Simulink/DSP Builder环境下设计实现了GPS和bd2卫星的快速捕获电... 详细信息

介绍了GPS L1频点和bd2 B1频点并行码相位捕获算法的基本原理。为了提高捕获速度,减少计算量,保证捕获精度,易于电路实现,采用固定位置的平均采样方法改进了捕获算法。在Simulink/DSP Builder环境下设计实现了GPS和bd2卫星的快速捕获电路。仿真和实际测试结果表明,DSP Builder图形化设计环境能够高效地完成改进捕获算法的电路设计,而且算法既能发挥FPGA的并行特性又能降低对资源的要求,设计的电路在保证捕获精度的同时达到了双模双通道数据实时处理和快速捕获的要求。

关键词： GPS bd2 并行码相位捕获 DSP Builder FPGA

GPS/bd2双系统联合定位算法分析与测试

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微电子学与计算机 2013年第10期30卷 130-133页

作者：翟昆朋徐建华叶甜春中国科学院微电子研究所北京100029 杭州中科微电子有限公司浙江杭州310053

分析了基于KALMAN滤波器的双系统联合卫星定位算法,并利用自主研发的GPS/bd2双模接收机实现了单GPS、单bd2和GPS/bd2双系统联合定位.在杭州地区的实际信号对比测试结果显示,相对于单系统而言,GPS/bd2双系统联合能够显著提高接收机性能;... 详细信息

分析了基于KALMAN滤波器的双系统联合卫星定位算法,并利用自主研发的GPS/bd2双模接收机实现了单GPS、单bd2和GPS/bd2双系统联合定位.在杭州地区的实际信号对比测试结果显示,相对于单系统而言,GPS/bd2双系统联合能够显著提高接收机性能;长时间统计说明单bd2的定位精度也能达到与单GPS系统相当的水平.

关键词： GPS bd2 双系统联合卫星定位系统

基于FPGA的GPS/bd2双模基带信号处理优化方法研究

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基于FPGA的GPS/BD2双模基带信号处理优化方法研究

作者：花义峰北京交通大学

学位级别：硕士

由于全球卫星导航系统-GNSS (Global Navigation Satellite System)在诸多领域的广泛应用及其重要性,世界发达国家和地区相继提出了自己的卫星导航系统,卫星接收机也由过去单一的GPS模式向多模融合方向发展。多模接收机与单模接收机相... 详细信息

由于全球卫星导航系统-GNSS (Global Navigation Satellite System)在诸多领域的广泛应用及其重要性,世界发达国家和地区相继提出了自己的卫星导航系统,卫星接收机也由过去单一的GPS模式向多模融合方向发展。多模接收机与单模接收机相比具有更高的稳定性、导航精度、安全性、完整性,是目前该领域研究的热点。在我国,随着北斗2(bd2)导航系统的商业化应用逐步展开,研究基于GPS和bd2的双模接收机具有很好的商业价值和应用前景。本论文对GPS/bd2双模接收机的核心—基带信号处理及其优化方法进行了研究。论文首先对现有的卫星导航系统进行了总结,详细介绍了GPS、 bd2卫星导航系统的基本原理和信号结构。基于GPS和bd2两种导航系统信号结构的相似性分析,在双模接收机的系统结构设计中,对GPS基带信号和bd2的基带信号采用了相同的处理算法。针对GPS/bd2双模接收机基带信号处理的捕获部分,简要介绍了时域滑动相关和并行码相位搜索两种算法,提出了一种改进的时域搜索算法：将多个测距码相位进行码相位搜索。在Matlab下,以实际的中频采样信号为输入进行了仿真,验证了改进算法的可行性。通过对捕获算法进行优化,提高了捕获速度。在基带处理的跟踪部分,通过对鉴相器模块的误差分析,提出了用多项式逼近反正切函数的计算方法,以降低运算复杂度。在GPS、bd2的跟踪环路中,对载波跟踪环路进行了优化,码跟踪环路采用延迟锁定环路来完成。基于FPGA+ARM的双模接收机硬件平台,给出了GPS/bd2双模接收机基带信号处理的实现方案。利用VHDL语言实现了单个通道的各个模块的设计,并利用Modelsim对各个模块和整体通道进行了仿真验证。ARM与FPGA之间的数据接口采用了FSMC模式,分析了两者之间的数据流图,并给出了ARM的程序设计流程。在FPGA端完成了捕获算法的优化,在ARM端完成了载波跟踪环路鉴相器算法的优化。

关键词： GPS bd2 基带信号处理捕获算法跟踪算法

基于FPGA的GPS/bd2多模接收机实现

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基于FPGA的GPS/BD2多模接收机实现

作者：姚鹤立北京交通大学

学位级别：硕士

北斗卫星导航系统是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)、欧盟伽利略定位系统(Galileo)之后我国自主研发的全球卫星导航系统。目前,北斗二代(bd2)已向亚太大部分地区提供服务。随着bd2的应用越来越普及,对bd2卫星接... 详细信息

北斗卫星导航系统是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)、欧盟伽利略定位系统(Galileo)之后我国自主研发的全球卫星导航系统。目前,北斗二代(bd2)已向亚太大部分地区提供服务。随着bd2的应用越来越普及,对bd2卫星接收机,以及bd2与其他卫星导航系统相结合的多模接收机产品的研发,受到越来越多的关注。而多模接收机具有精度高、可靠性好等优点,是目前该领域研究的热点。在该背景下,本文对基于FPGA的GPS/bd2双模接收机的实现架构进行了分析,对基带处理的核心模块进行了设计与仿真。GPS/bd2多模接收机分为三大功能模块,即射频前端、基带数字信号处理,以及定位解算。其中基带数字信号处理主要由信号捕获与跟踪两部分组成,本文通过分析信号捕获、跟踪的原理和方法,选择串行滑动相关搜索捕获,以及延迟锁定环路的方法来实现。论文工作的主要内容包括：(1)设计了适用于GPS/bd2多模接收机的硬件平台。该硬件平台包括射频前端、基于FPGA的基带数字信号处理、定位解算,以及扩展板四大部分。(2)利用VHDL语言开发包含16路GPS通道以及16路bd2通道的多模接收机基带处理,并利用ISIM对单个通道内的各个模块、整个通道进行了功能仿真。(3)调试了ARM处理器与MAX2769的SPI接口、与FPGA的外总线接口,以及ARM处理器的异步串行接口,为后续的研发打下基础。

关键词： GPS bd2 多模接收机 FPGA 硬件平台

U71Mn重轨bd2轧制过程中的三维有限元仿真分析

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U71Mn重轨BD2轧制过程中的三维有限元仿真分析

作者：史密武汉科技大学

学位级别：硕士

随着国内外高速铁路技术飞速发展，对高铁重轨的质量要求日趋严格。重轨生产过程是一个比较复杂的高温、动态和瞬时过程，而且存在多道次可逆式轧制和大量的异型孔型，变形极其复杂，轧制工艺参数对重轨组织、性能和尺寸精度有重大影响... 详细信息

随着国内外高速铁路技术飞速发展，对高铁重轨的质量要求日趋严格。重轨生产过程是一个比较复杂的高温、动态和瞬时过程，而且存在多道次可逆式轧制和大量的异型孔型，变形极其复杂，轧制工艺参数对重轨组织、性能和尺寸精度有重大影响。本文针对某大型钢轨厂bd1、bd2可逆轧机，通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对60Kg/m U71Mn重轨bd1、bd2轧制过程进行数值模拟，采用立辊代替道次翻钢的轧辊建模方式，平移轧辊实现下一道次轧制，保证了数据的精确传递。三维有限元模拟结果表明：各道次孔型填充情况较好;温度和轧制压力计算结果与实测值吻合良好;bd1各道次轧件侧面均出现了一定程度的双鼓形，轧制变形不能完全深入到心部，表层金属流动比中心层变的要快。由bd2各道次在轧制变形区及出口断面等效应力、应变场的分布情况可知，轧件在轨头、轨腰、轨底等效应力、等效应变分布存在较大差异;最大等效应力在轨头，最大等效应变在轨腰处。断面金属质点轨头处角部点侧移比较严重，轨底处特征点相对位置变化不大，金属沿纵向和轨底高度方向流动，轨腰处金属纵向和靠近轨底宽度方向流动，中心质点向轨底部位偏移;轨腰金属质点纵向流动速度要明显快于轨头和轨底，铸坯横断面变形过程中严重扭曲。研究结果可为重轨bd2孔型的优化设计、力能参数计算及其微观组织演变提供理论依据。

关键词： U71Mn重轨钢 bd2 金属流动孔型填充温度场等效应力等效应变