[發明專利]一種基于FPGA的GPS測距碼生成系統

在審

• 申請號: 202010340452.X
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN113552598A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 趙俊明;鐵俊波
• 申請（專利權）人: 成都安則優科技有限公司
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 馮華

本發明提供一種基于FPGA的GPS測距碼生成系統，涉及GPS信號模擬源技術領域，系統包括上位機軟件、復位值生成模塊、偽隨機碼生成模塊及測距碼輸出模塊：上位機軟件向復位值生成模塊、偽隨機碼生成模塊及測距碼輸出模塊輸入配置信息以控制測距碼的生成；復位值生成模塊根據配置信息生成復位值并輸出給偽隨機碼生成模塊；偽隨機碼生成模塊根據配置信息和復位值生成偽隨機碼并輸出給測距碼輸出模塊；測距碼輸出模塊根據配置信息對偽隨機碼進行處理得到測距碼；本發明解決了現有技術中的GPS信號模擬源使用FPGA僅能構造一組移位寄存器，不能生成所有GPS頻點測距碼，增加了用戶購買不同頻點的GPS信號模擬源的成本的技術問題。

技術領域

本發明涉及GPS信號模擬源技術領域，特別是涉及一種基于FPGA的GPS測距碼生成系統。

背景技術

GPS信號模擬源可以模擬載體在任意位置、時間和運動狀態下接收到的GPS衛星信號，并且可以精確地控制模擬信號中的各項誤差，廣泛地應用于GPS接收機等終端設備的測試與評估。GPS信號包括載波、測距碼和導航電文，其中測距碼用于完成擴頻通信和偽距測量，是GPS信號中的重要組成部分。GPS信號的載波頻率包括L1頻、L2頻和L5頻，L1頻的測距碼由G1和G2移位寄存器生成，L2頻的測距碼由CM和CL移位寄存器生成，L5頻的測距碼由XA、XBI和XBQ移位寄存器生成。雖然上述三個頻點的測距碼都是采用移位寄存器方式生成，但所使用的移位寄存器個數、級數、反饋方式和輸出方式等多個方面有著較大的差異，即三個頻點的移位寄存器并不通用，要生成所有頻點的測距碼需要三組不同的移位寄存器。

當前，GPS信號模擬源系統一般使用FPGA構造移位寄存器來生成測距碼，基于成本、FPGA芯片容量等因素的考慮，所述FPGA中一般只實現某頻點的移位寄存器，由于不同頻點的測距碼無法用同一組移位寄存器來生成，因此GPS信號模擬源一般只能輸出某個頻點的GPS信號，限制了GPS信號模擬源的應用場景，用戶購買需要不同頻點的GPS信號模擬源，增加了成本。因此，提出一種能夠生成任意頻點測距碼的方法具有十分重要的意義。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于FPGA的GPS測距碼生成系統，解決了現有技術中的GPS信號模擬源使用FPGA僅能構造一組移位寄存器，不能生成所有GPS頻點測距碼，增加了用戶購買不同頻點的GPS信號模擬源的成本的技術問題。

本發明提供一種基于FPGA的GPS測距碼生成系統，所述系統包括上位機軟件、復位值生成模塊、偽隨機碼生成模塊及測距碼輸出模塊：

上位機軟件向復位值生成模塊、偽隨機碼生成模塊及測距碼輸出模塊輸入配置信息以控制測距碼的生成；

所述復位值生成模塊根據配置信息生成復位值并輸出給偽隨機碼生成模塊；

所述偽隨機碼生成模塊根據配置信息和復位值生成偽隨機碼并輸出給測距碼輸出模塊；

所述測距碼輸出模塊根據配置信息對偽隨機碼進行處理得到測距碼。

于本發明的一實施例中，所述配置信息用于控制測距碼輸出模塊生成不同衛星、不同頻點的GPS測距碼，配置信息包括：生成測距碼所屬頻點L和衛星編號PRN，其中，L為2位二進制數，L取值包括0、1、2和3，分別表示不生成測距碼、生成的測距碼屬于L1頻、L2頻和L5頻。

于本發明的一實施例中，所述復位值生成模塊包括第一譯碼器和復位值存儲器，

所述第一譯碼器根據配置信息生成讀使能信號與地址信號并輸出到復位值存儲器；

所述復位值存儲器用于存儲CM、CL、XBI和XBQ移位寄存器的復位值，并根據讀使能信號與地址信號查找對應的復位值。

于本發明的一實施例中，所述偽隨機碼生成模塊包括第二譯碼器、移位寄存器反饋結構信息存儲器、移位寄存器輸出結構信息存儲器及碼生成邏輯塊；