Nghiên cứu phát triển vi mạch định vị toàn cầu gnss thiết kế khối bám vệ tinh

GIÁO D C VÀ ÀO T O TR NG I H C BÁCH KHOA HÀ N I - NGUY N HÙNG C NG NGHIÊN C U PHÁT TRI N VI M CH NH V TOÀN C U GNSS: THI T K KH I BÁM V TINH LU N V N TH C S K THU T CHUYÊN NGÀNH K THU T NG IH NG D N KHOA H C: TS NGUY N Hà N i – 2015 NT C MINH NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM c l p – T – H nh phúc N XÁC NH N CH NH S A LU N V N TH C S H tên tác gi lu n v n: Nguy n Hùng C ng tài lu n v n: Nghiên c u phát tri n vi m ch nh v toàn c u GNSS: Thi t k kh i bám v tinh Chuyên ngành: thu t nt Mã s SV: CB120615 Tác gi , Ng nh n tác gi ih ng d n khoa h c H i ng ch m lu n v n xác ã s a ch a, b sung lu n v n theo biên b n h p H i ng ngày 14/08/2015 v i n i dung sau: …………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………… ………… ………………………………………………………………………………………… ………………… ………………………………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………… Ngày Giáo viên h ng d n CH T CH H I tháng Tác gi lu n v n NG n m 2015 IC M N Tôi xin g i l i c m n chân thành sâu s c nh t t i th y giáo TS Nguy n Minh, ng i ã tr c ti p h c ng d n t n tình th i gian nghiên c u hoàn thi n lu n v n Tôi c ng xin Vi n thông, tr c g i l i c m n t i t p th th y, cô giáo c a Vi n ng i h c Bách Khoa Hà N i ã t n tình giúp th i gian h c t p nghiên c u t i tr su t ng t l n n a xin trân tr ng c m n t t c th y cô giáo, b n bè, nghi p ã giúp nt - ng ng h th i gian qua Xin kính chúc th y cô giáo, anh ch b n m nh kho , h nh phúc thành công Hà N i, ngày 29 tháng 03 n m 2015 Tác gi lu n v n Nguy n Hùng C ng I CAM OAN Tôi xin cam oan: B n lu n v n t t nghi p công trình nghiên c u th c s a nhân, c th c hi n c s nghiên c u lý thuy t, th c t d n c a Ti n s Nguy n c Minh, Vi n is h n t - Vi n Thông, Tr ng ng ih c Bách Khoa Hà N i Các s li u, k t lu n c a lu n án trung th c, d a s nghiên c u, c a b n thân, ch a t ng tr c “H i c công b d i b t ký hình th c tr c trình, b o v ng ánh giá lu n v n th c s k thu t” Các s li u, k t qu , k t lu n c tham kh o ã c trích d n ngu n t l n n a xin kh ng y nh v s trung th c c a l i cam k t Hà N i, ngày 29 tháng 03 n m 2015 Tác gi lu n v n Nguy n Hùng C ng CL C C L C DANH SÁCH T VI T T T DANH SÁCH HÌNH V DANH SÁCH B NG BI U U CH NG 1.1 1.2 NG QUAN V H TH NG th ng NH V GNSS - GPS nh v v tinh toàn c u GNSS u Trúc H Th ng GPS 11 1.3 Tín Hi u GPS 14 1.3.1 Tín Hi u D Li u 14 1.3.2 Mã C/A 17 1.3.3 Các hi u ng nh h 1.4 ng n tín hi u GPS 23 u Trúc Máy Thu GPS 24 1.4.1 Acquisition – Dò kênh 25 1.4.2 Tracking – Bám kênh 26 1.4.3 Navigation Data Extraction & Pseudo Range Calculation – Tính toán gi kho ng cách trích xu t d li u nh h ng 27 CH NG 2.1 KH I BÁM V TINH 28 c ích 28 2.2 Nguyên lý c b n 28 2.3 Vòng khóa pha b c hai (Second-order PLL) 30 2.4 Bám sóng mang (Carrier Tracking) 32 2.5 Bám mã tr i ph (Code Tracking) 35 2.6 Kh i bám kênh hoàn ch nh 41 CH NG 3.1 TRI N KHAI KH I BÁM V TINH TRÊN SIMULINK 42 s thu t toán 42 3.2 Tri n khai kh i bám kênh MATLAB/Simulink 44 3.2.1 Môi tr ng thi t k , mô ph ng MATLAB/Simulink 44 3.2.2 h th ng 45 3.2.3 tính toán tham s (Data Block Parameters) 50 3.2.4 c d li u u vào (Read Data) 51 3.2.5 l y thông s kênh (Load All Channels) 53 3.2.6 sinh sóng mang (Carrier Generator) 54 3.2.7 sinh mã tr i ph (Code Generator) 56 3.2.8 t 3.2.9 phân tách sóng mang (Carrier Discriminator) 61 3.2.10 phân tách mã (Code Discriminator) 62 3.2.11 l c vòng (Carrier Loop Filter) 63 3.2.12 l u k t qu (Save TrackResults) 64 CH NG ng quan (Correlation) 58 MÔ PH NG VÀ K T QU 66 4.1 Th c hi n mô ph ng 66 4.1.1 ch c th m c 66 4.1.2 li u u vào 66 4.1.3 Công c 67 4.1.4 4.2 ho ch mô ph ng 67 t qu mô ph ng ánh giá 68 T LU N VÀ KI N NGH 71 TÀI LI U THAM KH O 72 DANH SÁCH T ADC ASIC C/A DLL FLL FPGA GBAS GLONASS GNSS GPS LAAS MLS NCO NMEA PLL PRN SATNAV SBAS WAAS VI T T T Analog-to-Digital Converter Application-Specific Integrated Circuit Coarse/Acquisition Delay Lock Loop Frequency Lock Loop Field-Programmable Gate Array Ground Based Augmentation System GLObal NAvigation Satellite System Global Navigation Satellite System Global Positioning System Local Area Augmentation System Maximum Length Sequence Numerically Controlled Oscillator National Marine Electronics Association Phase Lock Loop Pseudo-Random Noise SATellite NAVigation Satellite Based Augmentation System Wide Area Augmentation System DANH SÁCH HÌNH V Hình 1.1: H th ng GPS 12 Hình 1.2: H th ng v tinh GPS 13 Hình 1.3: Quá trình t o tín hi u GPS t i v tinh 15 Hình 1.4: Các thành ph n tín hi u v tinh GPS 17 Hình 1.5: B sinh mã C/A 18 Hình 1.6: K t qu t t Hình 1.7: K t qu t ng quan mã C/A 19 22 ng quan chéo mã C/A 19 31 22 Hình 1.8: Các kh i x lý tính toán máy thu GPS 25 Hình 2.1: Quá trình gi i u ch tín hi u 30 Hình 2.2: Mô hình vòng khóa pha b c (Second-order PLL) 30 Hình 2.3: S b l c vòng 31 Hình 2.4: S b NCO 31 Hình 2.5: S vòng bám sóng mang GPS c b n 33 Hình 2.6: Vòng l p Costas dùng Hình 2.7: So sánh bám sóng mang 33 c tính c a u khác c a b phân tách v i sai pha th c s 35 Hình 2.8: S vòng khóa mã c b n 36 Hình 2.9: Ví d v t Hình 2.10: S Hình 2.11: ng quan gi a tín hi u vào ba phiên b n mã tr i ph 37 kh i DLL v i sáu b t u c a sáu k t qu t ng quan mã tr i ph 37 ng quan sóng mang n i sinh pha v i sóng mang tín hi u vào 38 Hình 2.12: u c a sáu k t qu t ng quan sóng mang n i sinh có l ch n 20 Hz vòng khóa pha PLL có b ng thông nhi u 15 Hz v i sóng mang tín hi u vào 39 Hình 2.13: So sáng c tính h phân tách (discriminator) c a b DLL 40 Hình 2.14: S kh i hoàn ch nh c a kh i bám kênh 41 Hình 3.1: S thu t toán bám v tinh 43 Hình 3.2: S t ng th c a kh i bám kênh 46 Hình 3.3: Các tham s c a h th ng 49 Hình 3.4: B tính toán tham s 50 Hình 3.5: S kh i c a b tính toán tham s 50 Hình 3.6: B c d li u u vào 51 Hình 3.7: B l y thông s kênh 53 Hình 3.8: S kh i b l y thông s kênh 53 Hình 3.9: B sinh sóng mang 54 Hình 3.10: S kh i b sinh sóng mang 55 Hình 3.11: B sinh mã tr i ph 56 Hình 3.12: S kh i b sinh mã tr i ph 57 Hình 3.13: B t ng quan 58 Hình 3.14: B t ng quan 59 Hình 3.15: B t ng quan sóng mang 59 Hình 3.16: B t ng quan mã tr i ph 60 Hình 3.17: B phân tách sóng mang 61 Hình 3.18: S kh i b phân tách sóng mang 61 Hình 3.19: B phân tách mã 62 Hình 3.20: S kh i b phân tách mã tr i ph 62 Hình 3.21: B l c vòng 63 Hình 3.22: S kh i b l c vòng sóng mang 64 Hình 3.23: B l u k t qu 64 Hình 3.24: S kh i b l u k t qu 65 Hình 4.1: K t qu bám kênh PRN = 68 Hình 4.2: l ch t n s sóng mang 70 ms u tiên 69 Hình 4.3: K t qu bám kênh PRN = 2, codePhase l ch 0.25 chip so v i ban d u 70 DANH SÁCH B NG BI U ng 1.1: B ng chân lý phép C ng Module v i D li u nh phân 16 ng 1.2: L a ch n pha mã C/A 19 ng 2.1: Các bi u th c có th s d ng b phân tách (discriminator) 40 ng 3.1: Tín hi u vào/ra c a b tính toán tham s 50 ng 3.2: Tín hi u vào/ra c a b c d li u u vào 52 ng 3.3: Tín hi u vào/ra c a b l y thông s kênh 53 ng 3.4: Tín hi u vào/ra c a b sinh sóng mang 55 ng 3.5: Tín hi u vào/ra c a b sinh mã tr i ph 56 ng 3.6: Tín hi u vào/ra b t ng quan 58 ng 3.7: Tín hi u vào b phân tách sóng mang 61 ng 3.8: Tín hi u vào b phân tách mã 62 ng 3.9: Tín hi u vào b l c vòng 63 ng 3.10: Tín hi u vào b l u k t qu 65 Hình 3.14: B t t ng quan g m hai b t sóng mang (Hình 3.15) b t vào hai b u vào ph i ng quan ng quan nh h n, t ng ng v i b t ng quan ng quan mã tr i ph (Hình 3.16) Có th th y u tín hi u có kích th c thi t l p c thay u i theo th i gian Do v y m b o r ng kích th c c a chúng b ng su t trình x lý tín hi u (và b ng tín hi u BLKsize) Hình 3.15: B t Tín hi u c n x lý vào b t ng quan sóng mang ng quan s c nhân v i thành ph n sin cos c a sóng mang n i sinh N u t n s sóng mang n i sinh úng b ng t n s sóng mang tín hi u vào, thành ph n sóng mang s tr thành tín hi u b ng t n c s 59 c lo i b kh i tín hi u Hình 3.16: B t Ti p n, m i tín hi u b ng t n c s ph l y t ng c a ms ã x lý Ho t bày lý thuy t Sáu k t qu t ng quan mã tr i ph c nhân v i ba b n c a mã tr i ng c a b t ng quan gi ng nh ã trình Ph n 2.2 ng quan u s c a t i b phân tách sóng mang b phân tách t n s Tùy theo m c ích s d ng mà b phân tách có th s ng t t c sáu k t qu ho c ch m t vài s chúng 60 3.2.9 phân tách sóng mang (Carrier Discriminator) Hình 3.17: B phân tách sóng mang ng 3.7: Tín hi u vào b phân tách sóng mang Tín hi u I_P Q_P Discriminator ng Vào Vào Ra Hình 3.18: S Mô t t qu t ng quan nhánh I ng pha t qu t ng quan nhánh Q ng pha s phân tách sóng mang kh i b phân tách sóng mang phân tách sóng mang tri n khai hi n s d ng h s phân tách arctan(Q_P/I_P) t c Phép toán lý thuy t xác cao nh t (nh ã trình bày Ph n 2.4) c tri n khai b ng kh i úng ch c n ng nh Hình 3.18 Tuy nhiên ta có th th y r ng t ng lai n u mu n tri n khai phân tách ph n c ng s g p khó kh n kh i tính toán ây u nh ng kh i ph c t p (b nhân, b arctan) Do v y ta có th xem xét 61 n vi c d ng m t h s phân tách khác tri n khai ph n c ng, ph c t p 3.2.10 cân b ng xác phân tách mã (Code Discriminator) Hình 3.19: B phân tách mã ng 3.8: Tín hi u vào b phân tách mã Tín hi u I_E Q_E I_L Q_L Discriminator ng Vào Vào Vào Vào Ra Hình 3.20: S t qu t t qu t t qu t t qu t s Mô t ng quan nhánh I s m pha ng quan nhánh Q s m pha ng quan nhánh I tr pha ng quan nhánh I tr pha phân tách mã tr i ph kh i b phân tách mã tr i ph 62 c phân tách mã tr i ph tri n khai c ng s d ng h s phân tách có xác cao nh t Vi c tri n khai thu t toán tính h s Simulink không g p khó kh n th vi n Simulink ã có y kh i c n thi t Tuy nhiên n u mu n tri n khai kh i ph n c ng c ng s g p n gi ng nh b phân tách sóng mang B phân tách mã tr i ph c ng s ng nhi u kh i tính toán ph c t p nh bình ph ng, khai c n, chia Do v y, ti n hành tri n khai ph n c ng ta c ng c n phân tích, ánh giá ph khác 3.2.11 t c cân b ng gi a ph c t p xác l c vòng (Carrier Loop Filter) Hình 3.21: B l c vòng ng 3.9: Tín hi u vào b l c vòng Tín hi u Discriminator reset NCO ng Vào Vào Ra Mô t s phân tách Reset d ch t n 63 ng pháp Hình 3.22: S kh i b l c vòng sóng mang Do b l c vòng sóng mang b l c vòng mã tr i ph trúc, nên ph n ch trình bày s u có m t ki n kh i c a b l c vòng sóng mang (Hình 3.22) hai b l c vòng cho sóng mang mã tr i ph u vào h s phân tách, u u có u vào/ra t ng t d ch t n ng v i t n s sóng mang t n s sinh mã Ngoài tín hi u reset c ng c thêm vào a b l c v tr ng thái ban x lý xong m t kênh, chu n b x lý kênh ti p theo 3.2.12 l u k t qu (Save TrackResults) Hình 3.23: B l u k t qu 64 u ng 3.10: Tín hi u vào b l u k t qu Tín hi u trackResult PRN absolute_sample channel_idx period_idx Nr_active_channel ng Vào Vào Vào Vào Vào Vào Hình 3.24: S Mô t t qu bám kênh PRN c a kênh Ch s xác nh khung d li u Ch s c a kênh Ch s th i gian l ng kênh dò c kh i b l u k t qu l u k t qu th c hi n l u k t qu bám kênh v i thông s t ng ng a kênh nh mã PRN, ch s absolute_sample K t qu có d ng struct cl u thành file trackingResults.MAT, ó m i m t tr Kh i Level-2 MATLAB S-Function ng m t thông s c a kênh c s d ng l u k t qu vào file ng MAT Ngoài ra, b l u k t qu c ng th c hi n so sánh ch s kênh v i s l dò c Khi dò h t t t c kênh, mô hình s d ng mô ph ng gian ng n nh ng x lý ý mu n 65 ng kênh ti t ki m th i CH CH tinh NG MÔ PH NG VÀ K T QU NG trình bày trình mô ph ng ánh giá k t qu c a kh i bám v c tri n khai CH NG K t qu mô ph ng c a kh i bám kênh c ánh giá so sánh v i k t qu c a ph n m m softGNSSv3.0 (tham kh o [8]) 4.1 Th c hi n mô ph ng 4.1.1 ch c th m c Các th m c c s p x p nh sau: GNSS GPSData - Multipath.bin My_GNSS - gpsTrackingMatlab.mdl - channel.mat - ca_generator.m - inputSignal.m - reshape_blk.m - saveTrackResult.m Trong ó gpsTrackingMatlab.mdl mô hình kh i bám v tinh, file mã ngu n MATLAB ch a hàm c a kh i Level-2 MATLAB S-Function th c hi n ch c n ng t 4.1.2 ng ng li u u vào li u tín hi u v tinh sau b ADC dùng [16], v i thông s nh sau: Tên file: Multipath.BIN Ki u d li u: bit s th c n s l y m u: 16.3676 MHz Trung t n c s : 4.1304 MHz 66 mô ph ng c l y trang web u vào c a kh i bám kênh không ch d li u tín hi u v tinh, mà d li u t kh i dò kênh t o c k t qu dò kênh, ta s d ng mã ngu n c a softGNSSv3.0 (tham kh o [8]) x lý file Multipath.BIN l u l i k t qu dò kênh file channel.MAT Ch y softGNSSv3.0 cho ta thông tin Acquisition c a v tinh kh ki n u file channel.MAT ch a bi n channel v i tr c ng: PRN: Mã PRN c a kênh AcquiredFreq: T n s trung t n ã c cl ng thô codePhase: Pha mã c a kênh 4.1.3 Công c án 4.1.4 c th c hi n phiên b n MATLAB R2012b ho ch mô ph ng Th c hi n ch y mô ph ng t t c kênh kh ki n c ch file channel.MAT So sánh k t qu tính toán c a kh i bám kênh v i k t qu tính toán c a softGNSSv3.0 Các b c th c hi n mô ph ng: ch c th m c nh trình bày ph n 4.1.1 Kh i ng MATLAB (phiên b n R2012b tr lên) n th m c My_GNSS, ch n ây làm Current Folder c a MATLAB file gpsTrackingMatlab.mdl Thi t l p tham s cho kh i bám kênh (n u mu n) b ng cách nháy úp chu t vào kh i ‘GPS Tracking for All Channels’ M t c a s s hi n i tham s tùy ch n Ki m tra th i gian mô ph ng: h th ng ch y úng nh mong mu n lý bám t t c kênh có file Multipath.bin, th i gian mô ph ng ph i l n h n ho c b ng s kênh nhân v i th i gian x lý m t kênh Trong tr ng h p s kênh b ng Th i gian x lý m t kênh 67 c ch tham s PROC_TIME c a kh i ‘GPS Tracking for All Channels’ hi n c t b ng 500 ( n v ms) Nh v y ta t th i gian mô ph ng 6*500e-3 (giây) u thay i Ch y mô ph ng Khi mô ph ng k t thúc, m file trackingResults.mat 4.2 xem k t qu t qu mô ph ng ánh giá Do k t qu mô ph ng c a kênh t t qu c a m t kênh ng t nhau, nên d i ây ch trình bày i di n Hình 4.1 k t qu mô ph ng bám 500 ms tín hi u ng v i kênh có PRN = Nh ta th y Hình 4.1, giá tr âm d có th nh n bits d li u ng tách bi t r t rõ ràng, u ch ng t kh i bám kênh ã ho t ng úng nh mong mu n i k t qu d li u nh th này, s r t d dàng cho kh i ti p theo trích xu t úng d li u nh h ng xác nh v trí máy thu Hình 4.1: K t qu bám kênh PRN = 68 Ta xem xét thêm k t qu c a tín hi u bi u di n l ch t n s sóng mang (CarrNCO) hình Hình 4.2: Hình 4.2: Nh 20 ms l ch t n s sóng mang 70 ms th , ta th y r ng kh i bám kênh u tiên Vi c kh i bám kênh u tiên t tr ng thái n t tr ng thái n nh d nh ch a t i i 20 ms c ng m t u t quan tr ng vi c ánh giá hi u n ng c a m t kh i bám kênh Lý b i d li u nh h ng có t c 50 bit/s, t c m i bit u m t kh i bám kênh có th bám c truy n i 20 ms c tín hi u vòng d i 20 ms, u ó có ngh a s không b m t m t bit d li u Có c k t qu xác nh v y m t ph n pha mã (codePhase) file channel.MAT c l y t b Acquisition tính toán theo ph song song pha mã (xem k h n v ph a pha mã dò ng pháp dò kênh ng pháp [8]), nên c c ng cao h n so v i xác xác c a phép dò kênh tu n t hay dò kênh song song t n s Hình 4.3 k t qu mô ph ng kh i bám kênh v i chip so v i k t qu dò c file channel.MAT 69 l ch c a pha mã +0.25 Hình 4.3: K t qu bám kênh PRN = 2, codePhase l ch 0.25 chip so v i ban d u Khi pha mã b l ch i m t kho ng nhi u h n, ta th y d ng tín hi u h i méo i t chút 100 ms n bám u tiên, nh ng d n n c v tinh t qu mô ph ng kh i bám kênh qu nh l i th i gian x lý t ng c l u file trackingResults.MAT, k t c so sánh v i k t qu xu t t ph n m m softGNSSv3.0, hai k t qu trùng kh p u ch ng t mô hình tri n khai ho t thu t toán ã trình bày 70 ng úng nh T LU N VÀ KI N NGH Lu n v n ã trình bày m t cách t ng quát v h th ng trúc d li u, cách t o mã tr i ph , c ng nh y u t nh v GNSS-GPS, c u nh h ng n tín hi u GPS ng th i lu n v n c ng i sâu vào c u trúc máy thu, phân h trung t n b ng t n s T ó, t p trung tìm hi u c s lý thuy t, nguyên lý ho t ng c a kh i bám tinh tri n khai kh i bám v tinh Simulink Mô hình Simulink c a kh i bám v tinh c trình bày rõ ràng, tr c quan, r t thu n ti n cho nh ng m i làm quen v i x lý tín hi u v tinh Lu n v n c ng trình bày kh i x lý m t cách chi ti t, nh m h ph n c ng ng n vi c tri n khai h th ng c d dàng h n t qu mô ph ng h th ng cho th y kh i bám v tinh ho t ng úng nh thi t , cho k t qu t t v i v i d li u hi n có ng phát tri n ti p theo c a lu n v n xây d ng kh i bám v tinh s ng kh i ph n c ng c a System Generator, x lý d li u d u ph y t nh Các thu t toán công c c n th ng t i u nh t, cân b ng c tìm hi u m t cách k h n c gi a t c 71 , xác có th t o nên h ph c t p TÀI LI U THAM KH O [1] Bernhard Hofmann-Wellenhof, Herbert Lichtenegger, Elmar Wasle (2008), GNSS – Global Navigation Satellite Systems, SpringerWienNewYork, New York [2] Bradford W.Parkinson, James J.Spilker Jr (1996), Global Positioning System: Theory and Applications, American Institue of Aeronautics, Inc, United States of America [3] Elliott D Kaplan, Christopher J Hegarty (2006), Understanding GPS Principles and Applications 2nd Edition, ARTECH HOUSE, Norwood, MA [4] Filipe Jorge Coelho (2011), Software Defined GPS/Galileo Receiver, Universidade Técnica de Lisboa [5] Gihan Gomah Hamza, Abdelhaliem A Zekry, and Mohamed N Moustafa (2009), “Implementation of a Complete GPS Receiver on the C6713 DSP through Simulink”, Journal of Global Positioning Systems Vol.8, No.1, pp 76-86 [6] Hui Hu, Chao Yuan (2010), “The Design on FPGA-based Correlator in GPS Receiver Using ISE”, International Journal of Intelligent Information Technology Application, 3(2): 92-97 [7] Hun-Soo Cho, Sung-Hyuck Im, Gyu-In Jee (2005), A FPGA-based Software GPS Receiver Implementation Using Simulink and Xilinx System Generator, ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, Long Beach, CA [8] Kai Borre, Dennis M Akos, Nicolaj Bertelsen, Peter Rinder, Søren Holdt Jensen (2007), A Software-De ned GPS and Galileo Receiver Birkhauser Boston, New York 72 [9] Nagaraj C Shivaramaiah, Andrew G Dempster, Chris Rizos (2009), “Application of Mixed-radix FFT Algorithms in Multi-band GNSS Signal Acquisition Engines”, Journal of Global Positioning Systems Vol.8, No.1, pp 1-5 [10] Pedro A Roncagliolo, Javier G Garcia, and Carlos H Muravchik (2012), Optimized Carrier Tracking Loop Design for Real-Time High-Dynamics GNSS Receivers, LEICI, Facultad Ingenier´ a, UNLP, B1900TAG La Plata, Argentina [11] GS Rao (2010), Global Navigation Satellite Systems - With Essentials of Satellite Communications Tata McGraw Hill Education Private Limited, New Delhi [12] Shuanggen Jin (2012), GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS – SIGNAL, THEORY AND APPLICATIONS, InTech Janeza Trdine 9, Rijeka, Croatia [13] Simon Haykin (2001), Communication Systems, 4th Edition, John Wiley & Son, New York [14] Xuan Guan, Yunsi Fei, and Hai Lin (2012), “Hierarchical Design of an Application-Speci c Instruction Set Processor for High-Throughput and Scalable FFT Processing” IEEE TRANSACTIONS ON VERY LARGE SCALE INTEGRATION (VLSI) SYSTEMS, VOL 20, NO 3, pp 551-563 [15] Dr Chun Yang (2001), FFT Acquisition of Periodic, Aperiodic, Puncture, and Overlaid Code Sequences in GPS ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT [16] http://kom.aau.dk/project/softgps/data.php [17] ICD-GPS-200, Revision C, Initial Release, 10 October 1993 73 [...]... này, tác gi kh i bám kênh tr c quan trên Simulink Các kh i ng phát tri n ti p theo ã xây d ng c m t mô hình c trình bày rõ ràng, c th khi n cho vi c nghiên c u v quá trình bám v tinh tr nên d dàng h n Mô hình này c ng là ti n tri n vi m ch tri n khai thi t k trên ASIC, h nh v toàn c u GNSS 8 ng t i phát CH NG 1 NG QUAN V H TH NG NH V GNSS - GPS 1.1 th ng nh v v tinh toàn c u GNSS nh v v tinh hay h th... a các tín hi u CH NG 2: KH I BÁM V TINH Trình bày c s lý thuy t c a ph và ng pháp bám v tinh Các h s c n quan tâm a ra mô hình c b n c a kh i bám v tinh CH NG 3: TRI N KHAI KH I BÁM V TINH TRÊN SIMULINK a trên c s lý thuy t, tri n khai kh i bám v tinh trên Simulink, a ra mô hình kh i bám v tinh hoàn ch nh CH NG 4: MÔ PH NG VÀ K T QU Mô ph ng và ánh giá k t qu c a kh i bám kênh, so sánh k t qu c a mô... i nhi u, d ch t n Doppler,… Vi c tính toán, u vào thay quá trình x lý tín hi u này, tác gi ã ch n i liên t c i nh v y òi hòi s tìm hi u, nghiên c u th t sâu có c h i tìm hi u và nghiên c u sâu h n v v n tài: Nghiên c u phát tri n vi m ch Thi t k kh i bám v tinh làm nh v toàn c u GNSS: tài lu n v n t t nghi p c a mình ch s nghiên c u Vi t Nam và th gi i ã có m t s tài nghiên c u v n i dung này, a... tìm hi u, phát tri n các lo i vi m ch nh v toàn c u Trong phân h trung t n x lý tín hi u s c a máy thu có ba kh i x lý chính: kh i dò v tinh, kh i bám v tinh và kh i gi i mã tính toán v trí Kh i bám v tinh chính là c u n i liên k t gi a hai kh i còn l i Khi kh i dò v tinh cho bi t thông tin nh ng v tinh nào ang trong t m quan sát c a máy thu, kh i bám v tinh có nhi m v bám theo s thay a tín hi u d i... t nh v v tinh toàn c u ( c g i chung là GNSS) ang c c i ti n và phát tri n Bên c nh h th ng , GLONASS c a Nga, g n ây h th ng Âu, BeiDou c a Trung Qu c c ng nh v toàn c u GPS c a nh v toàn c u GALILEO c a châu c tri n khai và i vào ho t Vi c ngày càng có nhi u h th ng GNSS ng c phá tri n, c ng nh các ng d ng nh v toàn c u ngày càng tr nên ph bi n thôi thúc nhi u nhóm nghiên c u tìm hi u, phát tri n... ng, lu n v n i sâu vào nghiên c u kh i bám tinh và tri n khai kh i bám v tinh d a trên c s thu t toán M c ích cu i cùng 7 là nh m xây d ng m t mô hình bám v tinh g n v i ki n trúc g n v i ph n c ng, làm ti n cho vi c tri n khai thi t k này trên ASIC Lu n v n bao g m nh ng ph n chính nh sau: CH NG 1: T NG QUAN V H TH NG Trình bày t ng quan v h th ng NH V GNSS - GPS nh v v tinh toàn c u GNNS nói chung... trí v tinh ng mà máy thu thu c c tìm thông tính c v trí i dùng chúng ta c n thông tin v v trí c a ít nh t b n v tinh 27 CH NG 2 KH I BÁM V TINH Sau quá trình dò v tinh (Acquisition) ta ã bi t nh ng v tinh nào Trong ph n này, ta s c tín hi u máy thu thu c i sâu tìm hi u quá trình bám tín hi u tinh (Tracking) 2.1 c ích Quá trình dò v tinh (Acquisition) ch cung c p giá tr và pha mã c a tín hi u v tinh. .. Trung Qu c ã lên k ho ch hoàn thi n toàn b phiên b n 2 a h th ng v tinh Beidou hay còn g i là COMPASS, b ng cách m ng ph m vi d ch v t trong n th ng Beidou-2 xu t s có 30 v tinh trên qu t phiên b n trong n Thái Bình D Các h th ng c thành toàn c u vào n m 2020 H o và 5 v tinh a t nh c g m 16 v tinh (bao ph khu v c Châu Á và ng) ã hoàn thi n vào n m 2012 nh v v tinh toàn c u có nhi u ng d ng quan tr ng... c ng do vi c tính toán g m r t nhi u hàm ph c t p Tuy nhiên v n có m t s nghiên c u theo h ng tri n khai trên FPGA nh [5], [6], [7] r t áng quan tâm Tác gi hy v ng v i nh ng k t qu c trong lu n v n này có th là n n t ng th ng xây d ng ki n trúc ph n c ng cho h nh v v tinh GxNSS c ích nghiên c u c a lu n v n, Lu n v n h m t it ng, ph m vi nghiên c u ng t i vi c nghiên c u, tìm hi u v h th ng GNSS- GPS... tinh và c p phát các d ch v là phân h ng c im t t phát các tín bay c a v tinh, giám sát tình c ph c v b i h th ng; cu i cùng i dùng g m t t c các máy thu thu d li u t h th ng tinh GPS và phân b kh p n i trên trái t Ho t bày c th trong [3] Hình 1.1: H th ng GPS 12 ng c a các phân h nh v v c trình Phân h không gian g m 32 v tinh trong ó có 24 v tinh th tinh còn l i c dành s n x y ra 24 v tinh t ph ng