2-DCCF卫星定位信号接收机的设计

在一个DSP芯片中完成实现旋转解调，环路跟踪和抗干扰等算法；还可根据情况，在硬件平台不变的情况下，进行适时修改，提高了系统的通用性和灵活性；同时，可更加灵活有效地采用抗干扰技术，提高了系统的抗干扰能力。
（4）FPGA技术的应用

随着FPGA技术的发展，GPS接收机的很多解决方案可通过FPGA中来实现。为提高GPS的捕获和跟踪速度，如图3所示的左侧虚线框内的功能由FPGA来实现。在GPS接收机的信息处理过程中，有相当一部分工作可由FPGA来完成，从而大大提高系统的响应速度。图4所示的是其中最常见的相关运算及其FPGA实现。

图4

3 系统总体设计

在射频（RF）部分，选用2或4片贴片式指向性（directional）天线接收信号，利用信号特点选择性接收卫星来波方向信号，根据旋转角度的不同，采用软件技术动态地对信号加权融合。简单来讲，就是当天线正对着卫星时，信噪比最大，此时加大加权系数；当天线背对着卫星时，信噪比最差，此时取加权系数为0。这样，既简化了接收机高频部分的设计，又较好地实现了抗干扰性能。而经典的设计中往往多采用全向天线，它们在所有的角度上都受到噪声和干扰信号的影响，系统的抗干扰能力较差。由于采用了指向性天线，使得旋转对卫星信号的调制效果更加明显，因而也容易进行旋转的解调。所谓旋转解调，实际上就是从受旋转"污染"的信号中提取有用的数据信号；同时，还可以从中获取旋转的姿态信号（或者说进行旋转跟踪）。GPS接收系统的组成框图如图5所示。

图5

系统的工作原理与过程是：信号在由天线接收后，经过前置放大后传给射频前端，在射频前端进行下变频，将信号变为中频，在中频上进行A/D变换，变为数字中频后传送到数字接收机通道进行处理。输入信号的FFT对应地与本地产生的伪随机码的复共轭FFT相乘，最后对乘积进行逆变换IFFT，从而得到了所有码片间隔上的相关值。若所有相位上的信号都比预设的门限值小，调整本地的调制信号继续搜索；否则，停止搜索转入跟踪。通过载波和相位的跟踪环路将信号中的伪距信息提取出来送给接收机处理器，计算出三维坐标信息。

4 结语

2－DCCF引信用卫星定位信号接收系统具有如下优点：

接收机系统结构简单。简化了天线和射频信号处理部分设计，为研制高速旋转弹引信用微小型卫星定位信号接收机创造条件。

软件GPS接收机的软件功能强大。与传统的GPS接收机相比，它的信号处理能力更强，尤其在恶劣条件下通过信息的存储和再处理，可实现增强的信息处理。

可靠性高，抗干扰能力强。采用数字信号处理技术和抗干扰技术，选择性接收卫星来波方向信号，既可保证高速旋转和高动态环境下卫星定位信号的可靠获取，又能有效屏蔽地面干扰，提高接收机适应战场电磁环境的能力。

IMU辅助的GPS接收技术使得导航精度更高。GPS将GPS测量的空间（三维）位置信息、速度信息和时间信息（PVT）送入信号处理器，对测量数据进行处理和计算，辨识实际弹道；从而产生导航解，为弹道修正引信进行简易制导提供依据；同时，融合惯性组合（加速度计、陀螺仪）提供的测量信息，更好地实现了二维弹道修正引信的弹道辨识。

本文的创新点在于：旨在解决二维弹道修正引信用卫星定位接收系统在旋转、高速条件下的稳定定位问题。在引信系统分析的基础上，研究了旋转条件下可靠接收卫星定位信号的电路设计，提出了基于软件无线电技术的旋转弹引信用卫星定位信号处理算法，以及GPS/IMU信息融合的二维弹道修正引信弹道辨识方法。