DSP处理GPS接收数据的应用研究

摘    要

随着电子技术和通信技术的不断进步，以及新的软/硬件开发工具的出现，GPS技术也将获得快速发展。从早期的单点定位和相对定位，发展到目前的差分定位和广域差分定位；从接收到数据后处理到目前的实时数据处理。DSP作为专门为快速实现各种数字信号处理算法而设计的、具有特殊结构的微处理器,配有特殊的DSP指令集,编程灵活,开发较容易,运算速度高,与其他单片处理器相比较具有小体积、高速度,低功耗,高可靠性的特点,适合对高复杂性的GPS 信号的实时处理，高速的DSP数字信号处理器可以让GPS数据更新率降低到0.1秒。

本文首先对本课题的背景、研究现状和GPS的产生、发展、特点及一些本文应用到的关键技术作了简单的介绍，然后进行DSP处理GPS数据接收系统的硬件设计，整个系统可以分为两大模块：接收模块和处理模块。接收模块以GPS为核心，主要进行了GPS与PC机、GPS与DPS之间的接口电路设计；处理模块以DSP处理器为核心，主要是对DSP与PC机之间的接口电路的设计。最后是对软件的设计，包括系统初始化程序设计、导航电文的接收与判断、系统串口通信的设计、导航电文提取及解算程序设计、信号处理模块程序设计，信号处理模块通过在DSP实验箱上的仿真验证了程序的正确性。

关键词：GPS   DSP   定位   数据接收   实时处理

目   录

摘    要 Ⅲ

ABSTRACT Ⅳ

第一章  绪论 1

1. 1  课题研究背景 1

1. 2  课题研究现状 1

第二章  GPS概述 4

2. 1  GPS及其特点 4

2. 2  GPS的载波信号 4

2. 3  GPS定位原理 7

2. 4  导航电文 8

2. 4. 1  导航电文格式 8

2.4.2  导航电文的内容 8

2.5  GPS 原始数据特点 9

第三章   DSP处理GPS接收数据系统硬件设计 10

3. 1  硬件介绍 10

3.1.1  GPS模块 10

3.1.2  DSP模块 11

3. 2  系统结构总体设计 12

3. 3  GSP与PC机接口电路设计 13

3. 4  DSP与PC机接口电路设计 15

3. 4. 1  ICETEK-DM642-PCI评估板功能概述 15

3. 4. 2  TL16C752B介绍 16

3. 5  GPS与DSP接口电路设计 19

第四章  DSP处理GPS接收数据系统软件设计 19

4. 1  系统软件总体设计思想 19

4. 2  系统初始化设计 21

4. 3  导航电文的接收与判断 21

4. 4  系统串口通信设计 22

4. 4. 1  DSP串口通信设计 22

4. 4. 2  GPS与PC机串口通信设计 24

4. 5  导航电文提取及解算程序设计 25

4. 5. 1  导航电文的提取 25

4. 5. 2  导航电文的解算 27

4. 6  信号处理模块程序设计 27

4. 6. 1  FFT算法程序设计 28

4. 6. 2  卡尔曼滤波算法程序设计 34

第五章  总结 36

结 束 语 37

参考文献 38

附    录 39