在工控机笔记本上，刘恩晓博士——一位专注于卫星导航接收机及其抗干扰技术研究的哈尔滨工业大学通信技术研究所研究生——展开了一场关于GPS快速捕获算法实现与验证的探索之旅。面对挑战，他巧妙地运用了FPGA资源来优化算法性能，而不是依赖于DSP芯片，这样做不仅提高了知识产权保护，也促进了生产专门芯片的可能性。
为了克服GPS信号捕获电路中常见的问题，刘恩晓采用了基于SDR平台和FFT的并行快速捕获算法。在这项工作中，他使用Xilinx公司的系统级建模工具System Generator完成了对XCVFX60FF1152 FPGA芯片编程，并成功实现了频域捕获算法。通过时分复用技术和一种新的复数乘法方案，刘恩晓有效节约了硬件资源，同时确保系统设计能够准确采集低SNR下的导航数据。
为了验证这个设计，刘恩晓使用ADLINK公司生产的数字化仪PCI-9846H进行卫星信号采集，并利用Xilinx提供的编程软件System Generator读取采集数据。在Matlab下的Simulink环境下进行系统设计调试，然后直接生成硬件描述语言下载到FPGA中。这一过程不仅检验了算法在实际应用中的可行性，还展示出了FPGA资源管理和复用策略在提高GPS接收机性能方面所起到的关键作用。
此外，刘恩晓还深入探讨了GPS接收机在码相位搜索图案上的二维C/A码搜索，以及如何通过调整复现码发生器以补偿视距动态引起的一些延迟问题。他分析过自相关过程中的积分与累加操作，以及如何从相关值最大化来追踪卫星状态。此外，他还阐述了一种检测变量统计特性的方法，以评估信号捕获性能，并讨论噪声部分如何影响检测结果。
总结来说，这项工作不仅为开发高效、灵活且具有良好抗干扰能力的地球导航接收设备奠定基础，而且为解决当前GPS接收机面临的问题，如减少捕获时间、提高数据更新率以及降低成本，为未来可能出现的问题打下坚实基础。
