● 摘要
卫星导航系统可实现高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时,是当今国民经济和国防建设不可或缺的重要空间基础设施,已形成庞大的卫星导航产业。在军事领域,卫星导航已从当初的为军舰、飞机战车、地面作战人员等提供全天候、连续、实时、高精度的定位导航,扩展到成为目前精确制导武器复合制导的一种重要技术手段。
本文在针对北斗卫星导航芯片的功能以及性能方面的需求展开分析,在分析基础上借鉴经验确定了芯片的设计方案。芯片需具有卫星信号捕获跟踪功能 、捕获跟踪参数可设置、具有16个独立通道可进行卫星信号捕获跟踪且可输出各观测量以及时标信号。北斗卫星导航芯片逻辑规模大、算法复杂度高、关键技术多、设计实现难度很大。为确保顺利完成研制,节约科研经费,本文中提出了“原型验证、整机试用、ASIC实现、全面推广”的设计思路。北斗卫星导航芯片功能系统架构为在SOC芯片上面整合了执行信号处理的硬件逻辑同时在其上使用ARM处理器硬核。并运行基于该处理器硬核的信号处理和信息处理软件。中频信号首先进入信号处理硬件逻辑,硬件逻辑处理结束后上层的信号处理和信息处理软件通过硬件逻辑控制信号,处理逻辑以及相关的各种外设完成导航芯片卫星信号接收以及解算功能。软硬件间接口由总线和中断共同完成,分别使用不同结构体对不同数字量进行接口定义。文中描述了北斗卫星导航芯片的系统设计框架,软硬件协同设计流程以及分工。
在项目研制测试阶段对芯片的功能性能指标进行测试,项目基于北斗信号模拟信号源,开发了一套测试控制与评估软件,构建了一套基带芯片测试平台,本文中使用测试平台软件配合模拟源软件。测试平台主要使用测试平台软件控制模拟源对芯片进行激励,使用实际芯片进行模拟接收,并使用网络将数据传输至上位机中的显示控制软件中进行显示,以评估系统以及软件的正确性,并取得良好的测试效果。
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