基于FPGA的GPS数据采集存储电路设计毕业设计(1到9).doc
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2022-07-17
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1 绪论
1.1 GPS 研究背景
全球定位系统（Global Positioning System），一个由覆盖全球的由卫星组成
的卫星定位系统，以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点成为当今世界上
使用最广泛的全球精密导航系统。
GPS 最初主要用于军事和涉及国家重要利益的民用领域，可实现飞机舰船的导
航、部队调动、军事目标定位、武器的精确制导等，特别是在沙漠风暴和对科索沃
的轰炸这两场典型高技术战争中，GPS 大量用于巡航导弹的制导，打击目标的选择，
甚至地面士兵。都随身携带便携式定位装置，可以说，GPS 是现代高技术武器的眼
睛。
鉴于 GPS 的军事上非凡的表现和巨大的实用价值，美国总统克林顿颁布法令，
将 GPS。向民用领域免费开放，同时在 2000 年 5 月 1 日起停止 S/A 政策，对民用
码不加干扰，使民用。定位精度大大提高。 另外，前苏联也发展了自己的全球定
位系统：Glonass，同样也免。费向民用市场开放使用；国际通信协会也有类似 GPS
的系统。
现在 GPS 已发展成为一个高速成长的产业，广泛应用于车辆定位、航海航空、
测量等民用行业，特别是移动目标的定位监控、防盗报警和指挥调度。
GPS 导航系统是以全球 24 颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供
三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地
面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，
由 24 颗卫星组成，分布在 6 个轨道平面。三是用户装置部分，由 GPS 接收机和卫
星天线组成。现在民用的定位精度可达 10 米内。GPS 导航系统的基本原理是测量
出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接
收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在
卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时
间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星
之间的真实距离，而是伪距（PR）：当 GPS 卫星正常工作时，会不断地用 1 和 0 二
进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS 系统使用的伪码一共有
两种，分别是民用的 C/A 码和军用的 P(Y)码。C/A 码频率 1.023MHz，重复周期一
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