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用FPGA實現(xiàn)四通道、全頻率 GNSS RF 接收器-用于衛(wèi)星的精確定位

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用FPGA實現(xiàn)四通道、全頻率 GNSS RF 接收器-用于衛(wèi)星的精確定位

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概念

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(英文:Global Navigation Satellite System,GNSS ),又稱全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候的3維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其包括一個或多個衛(wèi)星星座及其支持特定工作所需的增強系統(tǒng)。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會公布的全球4大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)商,包括中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)、美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)和歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GALILEO)。

開源、低成本、高效、高性能的GNSS接收

本文主角是一個名為NUT2NT+ 的開源硬件+軟件的一體化平臺。

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NUT2NT+是一款圍繞 NT1065 芯片構(gòu)建的開源、多頻率、多信號前端 GNSS 接收器板。它是一款低功耗、低成本、全 GNSS 射頻接收器,適合衛(wèi)星導(dǎo)航愛好者。

開源

NUT2NT+ 硬件和軟件都是開源的 - 使用戶能夠設(shè)置接收器的模式和頻率,連續(xù)捕獲所有信號,并完全控制主要處理功能。

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功能齊全

NUT2NT+ 旨在最大限度地提高靈活性。

  • 遵循所有 GNSS 標準:GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou、IRNSS 和未來標準

  • 接收所有 GNSS 頻段:L1/L2/L3/L5、G1/G2/G5、B1/B2、E1/E5 和未來頻段

  • 高吞吐量數(shù)據(jù)流:通過 USB 3.0 Type-C 連續(xù)傳輸高達 50 MB/秒

  • 快速處理:使用 FPGA 進行數(shù)據(jù)處理

  • 開源軟件:用于頻譜和 GNSS 信號監(jiān)測

  • 低功耗:通過 USB 供電: 5 V @ 0.3 A

  • 小尺寸:主板尺寸為 100 mm x 50 mm x 10 mm

  • Power injector circuit:適用于具有直流短路的天線,例如偶極子或 PIFA。該電路可由軟件控制。

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應(yīng)用領(lǐng)域

NUT2NT+ 的靈活性具備無限的用途 - 例如:

  • 用于自動駕駛的 GNSS 傳感器

  • 帶有RA125 天線的NUT2NT+可用作自動駕駛汽車的精確定位 GNSS 接收器。如今,自動駕駛汽車配備了強大的處理平臺,例如 NVIDIA Drive PX2。憑借 NUT2NT+ 的處理能力,所有需要 MIPS 的 GNSS 接收器任務(wù)都可以在軟件中完成。

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GNSS 多頻段“黑匣子”記錄儀

帶有RA125 天線的NUT2NT+可以連接到ROCK64等小尺寸、低成本的嵌入式平臺??梢赃B續(xù)捕獲所有GNSS信號樣本,而不會造成任何損失,可以在記錄儀外部進行離線下載和處理。它可用于事故重建或 GNSS 反射測量。

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系統(tǒng)框圖

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NUT2NT+ 硬件

  • 接收芯片:NT1065

  • USB 3.0控制器:CYUSB3014,支持USB 2.0模式

  • USB 連接器:USB 3.1 Type-C

  • Lattice ECP5 FPGA:12K LUT + 28 DSP 模塊 (LFE5U-12)

  • 時鐘:10 MHz TCXO,焊接

  • 射頻輸入:兩個,頻段專用

  • RF 輸入:參考本底噪聲 - 5 dB

  • ADC分辨率:兩位

  • ADC 頻率:高達 99 MHz

  • 樣本傳輸:連續(xù)全流,從 10 到 50 Mbytes/sec

  • 功耗:5 V @ 0.3 A,來自 USB

  • 尺寸:100毫米×50毫米×10毫米

  • GNSS 標準:GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou、IRNSS 和未來標準

  • 所有 GNSS 頻段:L1/L2/L3/L5、G1/G2/G5、B1/B2、E1/E5 和未來頻段

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NUT2NT+軟件

軟件源代碼可在GitHub上獲取(文末)。該軟件包括:

  • 信號轉(zhuǎn)儲器(抓取器)軟件,來源位于GitHub(https://github.com/amungo/AmungoFx3Dumper)

  • 頻譜分析儀軟件,來源位于GitHub(https://github.com/amungo/ItsFx3)

  • 支持 libusb API

  • 支持原生 Cypress 驅(qū)動程序 API

  • 適用于 Windows、Linux 以及可能包含 libusb 的所有其他操作系統(tǒng)

  • GPS L1、GLONASS L1/L2 衛(wèi)星信號相關(guān)示例

  • GNURadio 支持和示例頻譜視圖 GNURadio 應(yīng)用程序

  • GNSS-SDR 支持,通過 GPS 和 GLONASS L1 信號進行實時測試并使用捕獲的樣本文件進行測試

  • GitHub上的 FPGA 源代碼(https://github.com/amungo/nut2nt)

  • 賽普拉斯 USB 控制器固件(https://github.com/amungo/ItsFx3Firmware)

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項目開源地址

https://github.com/amungo

https://github.com/amungo/nut2nt

https://www.crowdsupply.com/amungo-navigation/nut2nt-plus

總結(jié)

本項目軟硬件開源,適合GNSS愛好者和部分公司參考設(shè)計。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-763862.html

到了這里,關(guān)于用FPGA實現(xiàn)四通道、全頻率 GNSS RF 接收器-用于衛(wèi)星的精確定位的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!

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