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北斗卫星通信授时系统设计及应用

作　者: 王泉
导　师: 史维峰
学　校: 西北大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 北斗卫星导航定位系统嵌入式系统用户机系统通信授时系统
分类号: TN967.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 616次
引　用: 5次
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内容摘要

北斗卫星导航定位系统是我国自行研制的卫星导航定位系统,具有双向通信、实时导航、精密授时特点,已广泛应用在国防、通信、经济建设等多领域中。本文研究并设计了北斗卫星通信授时功能的用户机系统。按照嵌入式系统设计流程步骤,对用户机系统需求进行详细分析,为实现设计需求制定了可行性方案并进行了分析评估。详细地分析了硬件系统设计和软件系统设计过程,建立了用户机系统硬件平台和应用程序软件架构。在实时多任务操作系统VRTX开发平台上对软硬件系统进行了系统集成测试和性能分析。本文设计的用户机系统不仅能独立构成小型嵌入式系统,还可以针对系统的通信、导航、授时等特点将用户机系统作为其他系统的子系统配合工作。良好的系统设计增强了卫星信号捕获能力、提高了卫星授时精度,并实现了嵌入式系统可靠性设计和可测试性设计等要求。通过对高速信号进行的完整性设计,并采用了专用ASIC芯片实现卫星数据的高速处理,大大地降低了通信数据误码率和系统体积、设计成本,便于北斗卫星用户机系统的普及使用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 引言  8-9
  1.2 选题的背景和意义  9-10
  1.3 国内外研究现状  10
  1.4 课题的项目背景  10-11
  1.5 论文的研究内容  11-13
第二章卫星导航定位系统  13-20
  2.1 卫星通信发展及工作过程  13-14
  2.2 卫星导航定位系统  14-20
    2.2.1 GPS系统  14-17
      2.2.1.1 GPS系统组成  15
      2.2.1.2 GPS系统工作原理  15-17
    2.2.2 GLONASS系统  17
    2.2.3 Galileo系统  17
    2.2.4 北斗卫星导航定位系统  17-20
      2.2.4.1 系统定位原理及导航工作过程  18-19
      2.2.4.2 系统功能  19-20
第三章用户机系统设计  20-26
  3.1 嵌入式系统及设计流程  20-23
    3.1.1 嵌入式系统定义和组成  20-21
    3.1.2 嵌入式系统设计特点  21
    3.1.3 嵌入式系统设计流程  21-23
  3.2 用户机系统设计  23-26
    3.2.1 系统需求与功能  23-24
    3.2.2 系统体系结构设计  24-25
      3.2.2.1 系统软硬件划分  24-25
      3.2.2.2 硬件系统设计  25
      3.2.2.3 软件系统设计  25
    3.2.3 系统集成与测试  25-26
第四章系统硬件设计  26-35
  4.1 CPU电路  26-28
    4.1.1 体系结构  26-27
    4.1.2 接口  27-28
      4.1.2.1 系统外设  27
      4.1.2.2 存储器和外设接口  27-28
      4.1.2.3 串行通讯接口  28
    4.1.3 供电特性及封装  28
  4.2 时钟电路  28-29
  4.3 复位电路  29-30
  4.4 RF射频及AD转换电路  30-31
  4.5 基带处理电路  31-32
  4.6 存储器电路  32-33
  4.7 UART电路  33
  4.8 电源转换电路  33-35
第五章系统软件设计  35-47
  5.1 VRTX实时软件  35-38
    5.1.1 嵌入式实时系统定义  35
    5.1.2 嵌入式实时系统软件的基本特征  35-36
    5.1.3 VRTX特征  36-37
      5.1.3.1 支持实时多任务执行的特点  36-37
      5.1.3.2 体系结构的特点  37
    5.1.4 VRTX体系结构  37-38
  5.2 应用软件设计  38-45
    5.2.1 多任务系统设计方法及步骤  38-39
    5.2.2 初始化  39-40
    5.2.3 中断处理  40-42
    5.2.4 接收信息处理  42-43
    5.2.5 发送信息处理  43-44
    5.2.6 授时信息提取  44-45
  5.3 目标文件生成  45-47
第六章系统联调及关键技术  47-58
  6.1 嵌入式系统集成与测试  47-48
  6.2 常用调试方法  48-49
  6.3 用户机系统调试分析  49-52
  6.4 系统开发中的关键技术  52-58
    6.4.1 系统软硬件功能划分  52-53
    6.4.2 高速信号完整性设计  53-55
    6.4.3 授时精度  55
    6.4.4 系统可靠性设计  55-56
    6.4.5 系统可测试性设计  56-58
结论  58-62
参考文献  62-65
攻读硕士学位期间取得的学术成果  65-66
致谢  66

北斗卫星通信授时系统设计及应用

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