跟蹤通道數字信號論文

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與傳統數字跟蹤通道相比較，新型可復用數字通道通過設計具有較強通用性的硬件通道，在使用過程中通過軟件進行調節，實現對GPS、Galileo和Glonass的信號切換并跟蹤。在設計過程中，通過對載波、擴頻碼及其產生器實現軟件控制即可實現提高數字跟蹤通道的通用性。

1載波器的設計

應針對不同的衛星信號系統進行設計，從而保證載波器的兼容性，首先應保證其時鐘周期頻率的設計，之后通過設置中心頻率的范圍、調節范圍及精度以提高其兼容性。

1.1時鐘周期時鐘周期是載波的參考基準時間，其保證著載波輸出數字信號的精度，這就要求時鐘周期能夠保證極好的精度，若不能實現則會導致輸出頻率出現誤差。為了在時鐘周期上實現兼容全部衛星信號，首先應保證采樣頻率高于2MHz，而作為最低2MHz的時鐘頻率則使得時鐘周期的范圍為0～500ns。

1.2設置中心頻率范圍中心頻率是由衛星輸出的中頻信號決定的，故設置中心頻率的范圍應盡最大可能去覆蓋全部的中頻信號頻率。根據計算現有的技術，一般中心頻率保證在100MHz之內，故通過32位寄存器即能夠實現全部數據的保存要求。

1.3調節范圍確定頻率調節的范圍應首先確定其兩個影響因素，包括時鐘誤差及多普勒頻移。時鐘誤差是由電路中混頻過程產生，這就取決于本地振蕩器的頻率，目前多采用1.2～1.6GHz的本地振蕩器，故其對頻率的影響范圍為±16kHz；而多普勒頻移取決于衛星與接收設備的先對運動速度，根據現有技術，其最大速度差異為8000m/s，通過計算可知其頻移范圍為±42kHz，故整體的頻率調節范圍應為±58kHz。

1.4調節精度此調節精度應滿足其最高精度需求，故調節精度應為1MHz，而通過32位的寄存器進行存儲的話則其覆蓋范圍應為±2MHz。通過上述分析，使用32位寄存器、累加器和頻率控制器已經能夠滿足其最大精度要求。

2擴頻碼的設計

與載波器的設計相同，為實現跟蹤不同導航衛星信號，應保證擴頻碼具有極好的兼容性，實現中同樣以4個方面進行考慮。采用60MHz的時鐘頻率，32位的控制器、寄存器和累加器即可實現。

3擴頻碼產生器的設計

設計數字跟蹤通道的擴頻碼產生器主要以低硬件資源和高靈活性為第一目標，故在設計中應堅持由硬件實現其邏輯需求，而通過軟件實現其控制需求。

4跟蹤控制設計

為了實現數字跟蹤控制系統的信號處理系統的兼容性，需要通過相應的軟件進行數字信號接收模式的調整，這就需要進行相應的軟件設計，以實現軟件的功能。通過信號捕獲系統接收信號，再通過跟蹤系統實現信號輸入和參考信號的同步，再以定位信號輸出測量數據，之后進行數據復位，通過擴頻碼產生器進行參數設置，在輸入信號和參考信號同步之后能夠進行數字跟蹤通道的IP值進行累加，最后通過處理器處理后以導航電文的形式進行輸出，導航電文數據是與衛星時鐘時間對應的，再通過擴頻碼計算就能夠得到目前的測量距離。

作者：李佶蔣雷敏單位：浙江工業大學