题目：基于FPGA的GPS接收机软件实现与定位算法研究

基于软件无线电思想，本文基于FPGA/DSP（Field Programmable Gate Array/ Digital Signal Processor）硬件架构设计并实现GPS（Global Positioning System）接收机的软件算法。对提高接收机的捕获速度以及机动情况下的定位精度的相关技术展开研究。主要研究内容如下：首先，在介绍FPGA/DSP硬件平台的构成的基础上，划分FPGA、DSP的软件功能，设计了软件实现的总体方案。其次，在FPGA上设计并实现了快速并行码相位捕获算法。通过分析跟踪环路参数对跟踪性能的影响，确定了跟踪环路参数。设计并在DSP中实现了载波环辅助码环，二阶FLL（Frequency-locked loop）辅助三阶PLL（Phase-locked loop）的跟踪算法。实验验证了方法的有效性，并行码相位捕获提高了捕获速度。再次，针对Hatch滤波无法实时调节权重实现最优平滑问题，研究基于自适应滤波的载波相位平滑伪距算法以提高伪距精度。为了保证载波相位测量的精度和可靠性，对码相组合法、多普勒积分法、基于卡尔曼滤波的周跳检测方法的性能进行了比较研究。在硬件平台上实现了码相组合周跳检测法和基于Hatch滤波的伪距平滑。最后，针对未知机动情况下的基于扩展卡尔曼滤波（The Extended kalman filter，简称EKF）和无迹滤波（The Unscented filter，简称UKF）的GPS定位算法发散的问题，将非线性预测滤波（Nonlinear predictive filter，简称NPF）的模型误差估计能力与EKF和UKF相结合应用于GPS定位解算。仿真验证了机动情况下方法的有效性，且采用UKF的方法的定位精度优于采用EKF方法。在DSP中实现基于LS（Least Squares，简称LS）、EKF定位算法，实验结果表明EKF定位精度优于LS。