0. 源起
无线电圈有很多开源的软硬件平台供爱好者把玩,相比之下,GNSS领域就要逊色不少,还在维护的开源GNSS接收机屈指可数,硬件平台几乎没有,很多做卫星导航的朋友想采集实际信号测试算法,通常是购买软件无线电平台,经各种折腾、跋山涉水才终于弄到些实际信号,过程之艰辛无疑给想在GNSS算法领域入门的童鞋增加了很多门槛。我始终坚信应当把宝贵的时间放到自己核心价值所在的地方,这样才能形成优势。做GNSS算法,对GNSS采集器的最基本要求应当是拿来就能用,这样才可能将宝贵时间放到算法学习和开发上。目前商用的采集器动辄大几千块钱,实在令人望而却步。为此,设计一款高性价比的GNSS中频信号采集器已十分必要。
1. 设计目标
设计一款便携易用的GNSS中频信号采集器,同时可作为实时软件接收机前端,采用MAX2769C+FPGA+USB2.0架构,优先支持windows系统,通过上位机软件配置一切中频采集相关参数,支持远程升级。
系统:BeiDou/GPS/GLONASS/Galileo
频点:B1/L1/G1/E1
量化:2bit I(默认),1~3bit I,1~2bit I/Q(未来扩展)
采样率:16.368MHz(0.5ppm TCXO)
天线接口:SMA,1路,有源天线接口
天线馈电:3.3V
供电接口:Type C
尺寸:<80mmX50mm
2. GNSS中频信号采集器测试
首板于2021年7月1日回板,焊接后经各种调测,于2021/7/3下午实现对GPS L1信号的成功跟踪,软件接收机采用SoftGNSS V3.0版本开源软件接收机。天线在室内,6楼窗口向西。
测试数据及结果下载地址:
链接:https://pan.baidu.com/s/1Bs8gp-EYy6iWCNQrSnfXJQ
提取码:8uuq
简洁的调测软件界面。
中频信号的时频域图,这是用MAX2769C默认的滤波器得到的效果,性能相当不错的。
从捕获结果来看,信号强度超过了我对室内信号强度的预期。做实际测试还是挺重要的,可以修正认知。
PRN 5跟踪结果。
PRN 12跟踪结果。
PRN 20跟踪结果。
3. 结论
首板达到了设计目标,后续主要更新软件,以支持软件定义一切的软件接收机设计理念,方便GNSS开发者使用。