基于凌华科技与System Generator的GPS快速捕获算法的实现与验证
在研祥工控机的强大支持下，结合System Generator精湛的系统级建模技术，本文详细阐述了如何利用FPGA资源高效地实现GPS频域快速捕获算法。我们采用了时分复用技术，以优化硬件设计，并通过新的复数乘法方案有效节约了FPGA资源。此外，为确保系统性能，我们选择了ADLINK公司生产的数字化仪PCI-9846H进行卫星信号采集，并在Xilinx提供的编程软件——System Generator中完成系统设计调试和硬件描述语言（HDL）的生成。
文章首先介绍了GPS接收机捕获过程中的关键算法及其挑战，以及目前主流方法如串行搜索和并行搜索方法的一些局限性。接着，我们重点研究了一种基于SDR平台上的频域捕获算法，该算法利用FFT来实现并行快速捕获。本文还详细分析了二维C/A码搜索图案以及自相关处理过程，揭示了解决码相位延迟和载波多普勒频移问题对接收机跟踪能力至关重要性的原因。
为了提高GPS信号捕获效率，本文提出了一种新颖的频域快速捕獲算法，该算法能够在较短时间内准确检测到卫星信号，并且能够有效抵抗干扰。在这个过程中，我们使用了一系列数学公式来表达相关值计算、积分累加、噪声影响等关键步骤，包括方程(1)至方程(8)，这些公式不仅有助于理解整个流程，还为后续性能分析提供了理论基础。
最后，本文通过实际应用案例展示了该频域快速捕獲算法在实践中的可行性及效果评估，从而证明其对于提升GPS接收机数据更新率和提高导航精度具有重要意义。
