第四章为GPS接收机射频模块实现。主要介绍了MAX2769通用GPS接收机的原理、功能和管脚连接。针对射频模块介绍了MAX2769芯片、电源和外围电路，基于FPGA的控制信号等方面进行详尽分析，以实现通过三线串口配置其寄存器。论文期间对该部分进行了诸多实验。

第五章为GPS中频接收机的FPGA实现。论文用FPGA为载体，绘制了从真题到各个模块的实现框图：整体结构、C/A码生成、C/A码捕获、伪码跟踪、载波捕获跟踪以及数据处理等模块。对重点部分：平均下采样、FFT、平方根算法和载波NCO进行了详尽研究，做了大量Matlab以及Modelsim仿真。源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/

 2  GPS基本原理

要想研究GPS接收机，首先要对GPS的基本原理有一定的了解，其中最为重要的就是GPS信号。这需要研究GPS的信号结构、产生方式、调制解调原理、导航电文构成，还需了解发射频率、信号带宽等参数。同时，必须了解GPS接收机的基本原理。这些前期的研究会为GPS软件接收机的设计打下坚实的基础。

2.1  GPS信号

GPS信号主要由三中信号构成，包括作为物理层的载波信号(L1和L2)，作为测距码层的伪随机码信号(C/A码和P码)及作为数据链路层的电文信号(D码)。这三种信号通过乘法器调制得到GPS信号，且由同一星载原子钟所产生的10.23MHz基准频率分频和倍频产生，这对于信号的同步十分有利。载波L1频率由基准频率倍频154倍产生，载波L2频率由基准频率倍频120倍产生，C/A码频率由基准频率分频10倍产生，P码频率频率由基准频率产生，D码频率由基准频率分频204600倍产生。

2.1.1  GPS载波

GPS信号使用的载波位于特高频(UHF，300MHz~3GHz)，在雷达波段划分中，位于L波段。该波段位于中红外窗口，空气中衰减较小，且频率较高，满足卫星通信的视距传输要求。GPS卫星采用两种载波频率L1和L2，其中L1的频率为1575.42MHz，L2的频率为1227.6MHz。GPS 卫星还发射频率为L3与L4的信号，这些信号与星载的机密有效载荷有关，其中L3 与核爆检测系统有关，L4 与保护辅助包(RAP)的有效载荷有关；另外，GPS信号还计划增加L5波段[11]。文献综述

2.2.2  GPS测距码

由通信原理可知，信道容量服从香农公式：

                            (2-1)

式中，C为信道容量(bit/s)，B为信道带宽(Hz)，S/N 为信道的信噪比；由式2-1可知，当信道的信噪比下降时，可以通过提高信道带宽来提高信道容量[11]。由于GPS卫星完全依赖太阳能，S/N不能做到很高，只能通过扩展B来保证信道容量。而伪随机码(PRN码)很好的满足了这一要求。另外，GPS系统的不同卫星的信号在同一波段上传输，这就要求GPS测距码采用码分多址(CDMA)技术设计。第三，GPS接收机需要能够简单、有效的分辨出测距码相位，这需要测距码具有陡峭的相关特性。综上，GPS系统采用了直接序列扩频序列(DSSS)工作方式。

GPS卫星采用C/A码和P码作为测距码，后者码元宽度更短，重复周期更长，进而精度更高，信道带宽更宽，用于军用系统。C/A码是由两个10级反馈以为寄存器生成的M序列所构成的戈尔德(Gold)码的一种。