PDF《功能说明》

SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.

1.1.doc Page

1 of

31 功能说明 项目名称:卫星导航软件接收机(SatRecv) 当前版本:2.1.1 最后修改时间: 作者联系方法: 北京航空航天大学 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

2 of

31 修订记录 修订版本号 修订日期 修订描述 作者 V2.0.1 2011-05-01 建立基本文件 金天 V2.0.2 2011-10-15 增加组合导航部分内容 金天 V2.1.1 2014-01-15 增加多卫星导航系统支持 金天 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

3 of

31 目录1编写目的

5 1.1 本文的读者群.5 1.2 专门术语及缩略词定义.5

2 子系统概述

7 2.1 当前子系统及其局限.7 2.2 故障处理.8

3 功能需求规范

9 3.1 子系统功能.9 3.1.1 总体结构.9 3.1.2 全局变量.10 3.1.2.1 RecvGlobal.11 3.1.2.2 RecvResult

11 3.1.2.3 RecvChannel.14 3.1.2.4 RecvConfig

17 3.1.3 局部变量.17 3.1.3.1 局域默认参数配置.17 3.1.3.2 局域自定义参数配置.17 3.1.4 版本管理.18 3.1.5 模块设计.18 3.2 二次开发接口.19 3.2.1 公共函数接口定义.19 3.2.2 DLL 模块接口定义.20 3.2.3 DLLTrack 模块接口定义.22 3.3 用户界面.24 3.3.1 控制台界面.25 3.3.2 可扩展界面.25 3.4 DSP 接口变量

26 3.4.1 配置参数.26 3.4.2 AcqConfig.26 3.4.3 AcqResult.27 3.4.4 NCOControl.27 3.4.5 NCOResult.28

4 运行和环境要求

29 4.1 硬件

29 4.2 软件

29 4.3 网络

29 4.4 通讯协议.29 4.5 安装和运行.29 4.5.1 安装方法.29 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

4 of

31 4.5.2 程序命令行使用方法.29

5 主要模块清单

30 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

5 of

31 1 编写目的 本文介绍了通用卫星导航软件接收机的平台构架的设计实现方法. 1.1 本文的读者群 开发人员 1.2 专门术语及缩略词定义 AGC Automatic Gain Control 自动增益控制 ASIC Application-Specific Integrated Circuit 专用集成电路 BPSK Binary Phase-Shift Keying 二进制相移键控 CDMA Code-Division Multiple Access 码分多址技术 DAB Digital Acquisition Board DFT Discrete Fourier Transform 离散傅立叶变换 DLL Delay Lock Loop Used to synchronize the locally generated code replica 延迟锁定环 FFT Fast Fourier Transform. 快速傅立叶变换 FLL Frequency Lock Loop 锁频环路 GPS Global Positioning System 全球定位系统 HOW Handover word

17 bit truncated version of TOW IF Intermediate Frequency 中频 LO Local Oscillator L1 The GPS frequency band GPS 信号频率之一 (1575.42 MHz) L2 The GPS frequency band GPS 信号频率之一 (1227.6 MHz) LSB Least significant bits 最低有效位 MSB Most significant bits 最高有效位 NCO Numerically Controlled Oscillator PLL Phase Lock Loop Used to synchronize the locally generated carrier replica 锁相环路 PRN Pseudo Random Noise 伪随机码 RF Radio Frequency 射频 SPS Standard Positioning Service Position calculations based on C/A code signals 标准定位服务 SVN Satellite Vehicle Number TLM Telemetry word 遥测字 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

6 of

31 8 bit preamble used to synchronize the navigation messages TOW Time Of Week The GPS week starts Saturday midnight UHF Ultra High Frequency 超高频 UTC Coordinated Universal Time 协调世界时 VCO Voltage Controlled Oscillator 压控振荡器 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

7 of

31 2 子系统概述 2.1 当前子系统及其局限 现有的软件接收机(GPSRecv)核心部分于

2006 年年底开发,主要针对 GPS 软 件接收机进行的设计实现,通过 4~5 年的实际实验验证,已经具备了常用接收机的 基本功能.但总体而言还存在以下几个方面的问题: a) 总体结构基于标准 GPS 接收机设计,缺乏扩展性 现有软件接收机的设计基于一个标准的 GPS 信号处理流程,在设计的过程中没 有考虑高灵敏度、高动态、多系统等一些扩展应用可能需要的功能.从而导致在其后 设计的高灵敏度、多系统接收机都需要对程序结构进行修改以后才能够正常运行,且 修改的版本无法融入到现有的接收机代码中. b) 接收机的一些核心模块和参数无法修改 由于在现有版本中的部分模块和流程已经在体系结构中固定, 对于一些扩展的应 用无法完成对单独功能的修改. 完成代码修改的人必须对整个系统结构和一部分代码 完全了解以后才能够开展. 由于入门时间较长, 对软件接收机的修改需要较长的时间, 导致一些研究进展相对困难. c) 缺少完全自定义的可配置性 目前系统的可配置主要由核心框架读取和存储, 各个扩展模块缺少自己的配置功 能.虽然各个模块可以自行设计可扩展配置功能,但这种方法会导致整个系统中有两 套可配置系统,反而增加了系统复杂性. d) 缺少严格的程序版本管理和兼容机制 目前系统采用统一的版本编号,这种方法对于统一各个模块接口比较有意义,但 也引入的版本控制不统一的问题.如果当接收机结构的代码进行修改以后,所有模块 需要重新编译,无法在原来的接收机继续运行. 针对上述问题, 新一代的软件接收机框架将所有功能模块都统一成为处理模块结 构 (类似 MS DirectX 系统中的 Filter 结构) , 采用 C 接口和 dll 扩展的方式 (MS DirectX 系统采样 COM 接口,通用性好但效率低)实现统一的调度和执行.所有模块的调度 频率为接收机系统更新率,跟踪模块可以细分为子跟踪模块实现 1000Hz 的更新率. SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

8 of

31 同时,各个处理模块将统一具备可扩展配置功能和版本控制功能(提供两组公共 函数) ,使用全局的变量在各个模块中传递参数.各个模块还可以设置自己的局部参 数存储区域,实现与其他指定模块的参数传递. 2.2 故障处理 (无) SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

9 of

31 3 功能需求规范 3.1 子系统功能 3.1.1 总体结构 软件接收机预计将包括

9 种常见的处理模块类型(初始化模块、数据采集模块、 捕获模块、跟踪模块、同步模块、解码模块、伪距计算模块、定位模块和扩展模块) , 预计实现一个基本的卫星导航软件接收机至少需要

17 个具体的处理模块. 模块名称 功能介绍 输入 输出 初始化模块 负责对接收机进行初始化, 完 成对扩频码、 载波和各个模块 的初始化, 以及全局只需要一 次初始化的内容 / 扩频码 数据模块 从硬件系统或者文件系统采 集数据 / 采集数据数组 捕获模块 完成信号的捕获, 可以具体细 分为粗略捕获和精确捕获两 个部分 采集数据数组 扩频码 捕获的码 相位和载波频率等 跟踪模块 完成信号的跟踪, 其中相关器 等更新频率为 1000Hz 的模块 采用子跟踪模块实现 捕获的码 相位和载波频率等 跟踪的码相位、 载波相位、 频率 和相关结果等 同步模块 实现对相关结果的同步, 具体 包括位同步和帧同步 相关运算结果 同步的位置 导航电文 解码模块 根据不同卫星系统实现星历 的解码 导航电文 星历和历书 伪距模块 根据跟踪状态信息和卫星信 息提取伪距信息 跟踪信息、 接收 机和卫星 位置伪距 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

10 of

31 信息 定位模块 实现卫星、 接收机的定位解算 卫星参数、 伪距 接收机位置 扩展模块 实现用户可扩展功能 / / 其主要流程图如下, 3.1.2 全局变量 全局变量由 struct RecvGlobal 表示,涵盖所有全局变量的结构体.具体包括全局 接收机变量、全局通道变量和全局配置参数变量三个部分的变量内容. struct RecvGlobal 涵盖所有全局变量的结构体 一个 Global 中包括一个 Config、多个 SatRecv 功能说明 文档编号 卫星导航软件接收机(SatRecv)功能说明 v2.1.1.doc Page

11 of

31 Receiver 和多个 Channel struct RecvResult 全局接收机变量 struct RecvChannel 全局通道变量 struct RecvConfig 全局配置参数变量 3.1.2.1 RecvGlobal int iVersionMajor1, iVersionMajor2;

int iVersionMinor1, iVersionMinor2;

int iSysCount, iChannelCount;

int iTick, iBlock........