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GNSS多模接收机的硬件一体化设计与实现的开题报告

开题报告

题目：GNSS多模接收机的硬件一体化设计与实现

一、课题背景和研究现状：

GNSS全球卫星导航系统是一个全球覆盖的卫星导航系统，包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和中国的北斗卫星导航系统。GNSS已经成为了现代导航和位置服务领域中的基础设施，广泛应用于航空、船舶、车辆、军事、地质、气象、环境监控、公共安全等领域。GNSS信号的接收主要有两种方式：单模接收和多模接收。单模接收只能接收一种GNSS系统发送的信号，而多模接收可以同时接收多种GNSS系统发送的信号，从而提高位置和时间的精度和可用性。因此，设计一种集成多模GNSS接收机的硬件系统，是目前GNSS领域的研究热点之一。

目前，多模GNSS接收机的设计和研究已经在国内外取得了很多的进展。例如GaoJing等人[1]提出了一种基于FGPA的可编程GNSS多模信号接收机的设计方案。DengLianhai等人[2]设计了一种基于SoC的GNSS多模信号接收机。另外，还有一些其他的多模接收机设计方案，如基于FFT的频域搜索、基于相关器的时域搜索、基于时频联合搜索等。虽然这些方案已经取得了很多的研究成果，但是目前多模GNSS接收机整体系统的硬件模块化设计还处于发展起步阶段，同时面临着大规模集成、功耗、体积和设计复杂度等问题。

二、研究内容

本研究的主要内容是设计并实现一种多模GNSS接收机硬件系统，其硬件平台基于一种嵌入式SoC体系结构，其中包括了多通道的前端射频接口、数字信号处理模块、GNSS信号搜索与跟踪模块等。具体工作包括以下几个方面：

1.硬件平台的建立，包括信号前端采集和数字信号处理平台的设计实现。

2.GNSS信号搜索与跟踪算法的研究和设计，包括频域搜索、时域搜索、时频联合搜索等多种算法模型的研究，并根据硬件平台的特点进行选择和优化。

3.系统集成和测试，对设计完成的多模GNSS硬件系统进行集成和性能测试，并评估其系统性能和可靠性。如果可能还可以对其在实际应用场景下的性能和表现进行测试和分析。

三、研究方法

本研究采用的方法主要是嵌入式系统设计，包括硬件设计、软件编程和系统测试等。同时，本研究还将采用最新的技术手段和方法，如数字信号处理技术、模拟信号处理技术等，来加强系统的性能和可靠性。

四、预期成果

预计本研究最终能够实现一种针对多种GNSS系统的硬件一体化多模接收机系统。具体预期成果包括：

1.多通道前端接口实现，可以实现多种GNSS系统信号的接收和前置处理。

2.GNSS信号搜索和跟踪算法的实现，包括多种搜索和跟踪算法的实验和验证。

3.错误修正算法的设计和实现，用于提高GNSS信号的可用性和准确度。

4.系统性能评估，包括信号的信噪比、搜索和跟踪误差、定位和同步精度等性能指标的评估。同时，如果可能的话还将对其在工程和实际应用场景下的性能和表现进行测试和分析。

五、进度计划

1.文献综述和方案设计：2022年1月~2022年3月。

2.开发硬件平台：2022年4月~2022年6月。

3.算法调试和实现：2022年7月~2022年9月。

4.系统集成和测试：2022年10月~2023年3月。

5.论文写作和答辩：2023年4月~2023年6月。

六、参考文献

[1]GaoJing、LiQingwen、WangChao、SuQing等.基于FPGA的可编程GNSS多模信号接收机[D].中国科学院大学,2015.

[2]DengLianhai、ShaoXiaodong、ZhouHuaiyu等.一种基于SoC的GNSS多模信号接收机设计[J].电波科学学报,2015,30(11):1231-1237.