21497

21497

ساخت گيرنده GPS باند پايه مبتني بر FPGA

كارشناسي ارشد

الكترونيك ديجيتال

1398/7/3

دكتر محمّدرضا موسوي ميركلائي

برق

سيستم‌هاي ناوبري يكي از مهم¬ترين فناوري‌هايي است كه تا كنون بشر بدان دست يافته است و محصول ماجراجويي‌هاي انسان در فضاست. امروزه كمتر كسي است كه نام سيستم ناوبري GPS را نشنيده باشد. سيستمي كه از سال 2000 با آزاد شدن دسترسي به سيگنال آن براي همه گان، روند تحقيق و توسعه بر روي گيرنده‌هاي آن را با تحول عظيمي روبه رو ساخت تا آنجا كه اكنون مراكز عملي و آكادمي همپاي شركت‌هاي نظامي سازنده اين گونه گيرنده‌ها، تاثير بسازيي در بهبود دقت و كارآمدي اين سيستم‌ها داشته‌اند و بر اثر همين امر، در عصر حاضر شاهد تحولي عظيم در هوشمندسازي حمل و نقل از دوچرخه خودران گوگل تا ماشين‌هاي بدون راننده تسلا و هواپيماهاي نظامي بدون خلبان و پهپاد‌ها هستيم. گيرنده¬¬هايي كه به صورت SDR طراحي و ساخته مي¬شوند به هسته پردازشي قدرت¬مند و سريع، حافظه‌هاي بزرگ، سياست¬هاي نرم¬افزاري مناسب به منظور ردگيري و ره¬گيري ماهواره و همچنين به الگوريتم-هاي سريع محاسباتي نيازمند خواهند بود. در عوض گيرنده¬اي كه در قسمت¬هاي ردگيري و ره¬گيري با استفاده از گيت¬هاي ديجيتالي ساخته شود، به مراتب از سيستم نرم¬افزاري ساده¬تر، سرعت بيشتر و از امكانات بلادرنگ بودن نيز برخوردار خواهد بود. از اين رو، پروژه پيش¬رو در راستاي ساخت و پياده¬سازي سخت¬افزاري يك گيرنده GPS باند پايه با استفاده از علوم استخراج شده از اين سيستم، تعريف و پس از تلاش‌هاي بسياري به صورت يك سيستم Embedded بر روي برد‌هاي مبتني بر FPGA پياده¬سازي و مورد آزمون قرار گرفت. از آنجا كه اين نسخه گيرنده GPS، از نظر طراحي و بهينه سازي سخت‌افزار و همچنين هوشمندسازي نرم‌افزار مديريت در حال تكميل و بهبود است، تنها به عنوان يك MVP شناخته مي‌شود و راه پر فراز و نشيبي را به عنوان يك محصول عملي قابل ارائه در پيش رو دارد. اميد است با سياست‌هاي درست اقتصادي و در نظر گرفتن چشم انداز گسترده و پر سود اين حوزه، اين راه هر چه سريع¬تر طي شده و دانشگاه علم و صنعت ايران به عنوان تنها قطب دانشگاهي، پرچمدار توليد كنندگان محصولات GPS در كشور ايران باشد. واژههاي كليدي: GPS ،GNSS ،سيستم ناوبري، ردگيري ماهواره، رهگيري ماهواره

1398/10/24

Desing and Implementation of GPS L1 Band Based on FPGA

9/24/2020 12:00:00 AM

Navigation systems are one of the most important technologies human beings have ever achieved and are the product of human adventures in space. Today there are few who have never heard of the GPS navigation system. A system that has undergone tremendous evolution since 2000 with the release of its signal to everyone, the research and development process on its receivers. So far, the practice centers and the academy, along with the military companies that manufacture these receivers, have had an impact on improving the accuracy and efficiency of these systems. As a result, we are now witnessing a major shift in the intelligence of transportation from Google's bicycle to Tesla's driverless cars and unmanned military drones and drones. SDR designed receivers require powerful, fast processing kernels, large memory, appropriate software policies for satellite acquisition and tracking, and fast computing algorithms. Instead of a receiver built into tracking using digital gates, it will have a much simpler software system, faster speeds and real-time capabilities. Hence, this project is to develop and implement hardware for a basic bandwidth GPS receiver using the sciences extracted from this system and after many efforts works as an embedded system on FPGA based boards. As this GPS receiver version is being developed and improved in terms of hardware design and optimization as well as management software ingestion, it is only known as an MVP and offers an uphill and it has downhill route as a practical product. It is hoped that with the right economic policies and considering the widespread and lucrative prospects of this field, this path will soon follow and Iran University of Science and Technology, as the only academic hub, will be the flagship manufacturer of GPS products in Iran. Keywords: GPS, Acquistion, Tracking, PLL, GPS receiver