一種gps定位方法及基於雙核處理器的gps軟體接收機的製作方法
2023-05-23 11:26:21 1
0)+腦'm(16a)00)^0^(16b)即I通道輸出調製到其中的衛星導航定位數據和噪聲數據，而Q通道則得到單純的噪聲信號。將噪聲處理掉之後，I通道的輸出即為導航星曆數據。第四步驟根據以上第三步驟得到的載波、CA碼跟蹤狀態以及導航星曆的輸出，擇優選擇衛星，參與GPS接收機位置解算並輸出。此步驟的實施方式，為現有技術，對於業內人員是熟知的，例如參見KaplanElliottD的著作UnderstandingGPS:PrinciplesandApplications.Norwood:ArtechHouse,1996.75-131。本實施例採取靜態驗證的方式，天線位於信號接收狀況較好的建築物天台，射頻前端的數字中頻4.1304MHz，採樣頻率16.3676MHz，信號信噪比約為45Db-Hz。採集時間為40s，處理數據總量為600M。應用基於支持雙核並行處理的解算程序，在解算前首先要對參數設置結構體進行初始化，並效驗數據解算的有效性。初始化之後進入信號捕獲、跟蹤環路。信號的跟蹤環路首先根據信號捕獲結果進行初始化並計算相應的環路參數，之後在都卜勒頻率以及碼相位範圍內對信號進行實時跟蹤，解算出導航電文與偽距。程序以500ms為周期提取偽距信息，並通過單點定位算法計算位置信息。程序捕獲並跟蹤到10顆可見星，可見星的位置如圖8C所示。從本實施例跟蹤環路的效果看，載波跟蹤鑑相器的波動範圍在土0.03x2;r-土0.06;r之間，都卜勒頻率的跟蹤波動範圍在10Hz之間。圖8A和8B可以看出，GPS軟體接收機的解算結果在UTM坐標系中，E和N的值可以有效的控制在士10m左右，達到偽距單點定位的性能要求。最後對40s內的80個定位數據做綜合處理，給出最佳經緯度信息Z加22。1810.4769'，丄"g:114。10'46.128'，高度159.3米。最後對程序的運行時間進行記錄，參與測試的數據採集時長為40s，文件大小600M，解算中用到的PC配置如下CPU:Coreduo2.4QRAM:2G。下表為本實施例的方法與傳統方法時間值比較tableseeoriginaldocumentpage12結果表明，本實施例的方法能夠實現對GPSLI頻段信號的有效捕獲、跟蹤，並實現接收機定位信息的輸出，各項指標均符合單點定位的要求。特別地，基於雙核運算的並行處理算法，有效地提升了GPS信號的處理速度，增強了系統的實用性、穩定性。進一步考慮，由於減輕了系統的運算負擔，使得使用高採樣頻率成為可能，在一定程度上提高了系統潛在的分析精度。實施例二本實施例涉及一種基於雙核處理器的GPS軟體接收機，包括GPS射頻前端硬體部分和PC機，其中，PC機包括兩個並行設置的運算處理器第一運算處理器和第二運算處理器，二者中都設有GPS信號處理程序，相應流程如圖6和圖7所示，具體的描述實施例一中已有記載，本
技術領域：
的技術人員根據這些流程圖即可得到相關程序，實現基於雙核處理器的GPS軟體接收機並用之實現GPS定位。權利要求1、一種GPS定位方法，包括第一步驟射頻前端單元從衛星獲取信號並進行降頻處理，經AD轉換後得到中頻數位訊號，該信號為PC機輸入信號；其特徵在於，還包括下列步驟第二步驟信號捕獲步驟，基於兩個CPU處理器，使用並行碼相位捕獲算法來捕獲GPS信號中的有效可見星信號，並確定其載波都卜勒頻率和CA碼初始相位的估計值；具體包括下列步驟步驟一將第一步驟所得的中頻數位訊號同時輸入PC機中的第一運算處理器和第二運算處理器，進行並行碼相位搜索捕獲處理；其中，並行碼相位搜索捕獲處理採用並行碼相位搜索算法，以離散傅立葉變換技術為基礎，將時域的串行操作轉換為頻域的並行計算，將時域相關運算變換成為頻域的簡單乘法運算，然後再通過逆離散傅立葉變換得到時域運算結果，搜索得到接收信號與本地復現信號的相關峰值；步驟二捕獲成功與否判斷；上述步驟一中，第一運算處理器和第二運算處理器分別對PC機輸入信號依次搜索，然後分別將接收信號與本地復現信號輸入門限比較器進行實時比較，如果大於門限值，則捕獲成功，門限比較器輸出載波都卜勒值的粗略估計值；步驟三對步驟二得到的載波值進行信號精頻處理；第三步驟進行並行運算載波、C/A碼跟蹤處理；包括下列步驟步驟一信號初始化處理；將第二步驟得到的信號即經精頻處理的信號並行輸入第一、第二運算處理器進行信號跟蹤處理；第一運算處理器進行載波跟蹤處理，得到精確同步的初始化載波信號；第二運算處理器進行C/A碼跟蹤處理，得到剝離載波的精確同步初始化C/A碼信號；步驟二進行並行載波、C/A碼跟蹤處理，其中，第一運算處理器以第一步驟中第二運算處理器的輸出為輸入，進行載波跟蹤，第二運算處理器以第一步驟中第一運輸處理器的輸出為輸入，進行碼跟蹤；步驟三載波跟蹤和碼跟蹤成功後，從步驟二的輸出信號中，得到偽距和星曆數據；第四步驟根據第三步驟得到的偽距和星曆數據，擇優選擇衛星，參與GPS接收機單點定位解算並輸出。2、如權利要求1所述的GPS定位方法，其特徵在於，第二步驟還包括一個對PC機輸入信號依次搜索的順序進行進一步優化的步驟。3、一種基於雙核處理器的GPS軟體接收機，包括GPS射頻前端硬體部分和PC機，其特徵在於，PC機包括至少兩個並行設置的第一運算處理器和第二運算處理器B全文摘要本發明公開了一種GPS定位方法及基於雙核處理器的GPS軟體接收機，其中，GPS定位方法包括降頻處理、信號捕獲、並行運算載波、C/A碼跟蹤處理、偽距和星曆數據解算，擇優選擇衛星，參與GPS接收機單點定位解算並輸出的步驟；基於雙核處理器的GPS軟體接收機，包括GPS射頻前端硬體部分和PC機，PC機包括至少兩個並行設置的第一運算處理器和第二運算處理器。本發明的GPS定位方法以多運算核處理器為運行平臺，設計並實現對GPS信號捕獲、跟蹤的並行處理算法，大大減少了解算時間，提高了系統的工作效率。文檔編號G01S5/02GK101246210SQ200810024488公開日2008年8月20日申請日期2008年3月25日優先權日2008年3月25日發明者俞曉磊,劉建業,孫永榮,智熊,苗劍峰,睿許,賴際舟,武陳申請人:南京航空航天大學