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 基于 ARM+FPGA 北斗接收机设计与实现 5 10  摘要：作为新一代卫星导航系统，北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信 系统。随着北斗系统的逐步改进和完善以及我国经济、军事、民用等各方面需求的不断加 强，北斗系统将具有更多和更广泛的应用领域。本文在了解卫星导航原理的基础上，介绍 了一种基于 ARM+FPGA 架构的导航接收机系统，分别介绍了接收机的硬件系统架构和软 件系统架构：接收机的射频前端采用 SE4120 芯片，基带处理部分采用 ARM9 内核的 AT91SAM9G20 芯片和 Cyclone III 系列的 EP3C120F484 芯片。同时阐述来接收机的软件设 计，包括捕获引擎、跟踪引擎、解凋电文，定位解算等。 关键词：卫星导航;ARM+FPGA;接收机 中图分类号：V249.32 15 Design and Implementation of BD Receiver Based on ARM and FPGA 20 25 30 35 40 LIU Jingchao, DENG Zhongliang (School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: As an advanced positioning and navigation technique, BD satellite navigation system is a global positioning satellite communication system independently developed by China. The BD system gradually improve and perfect. With the continuous improving and strengthening of Chinas economic, military, and other civilian demand, the BD system will have a wider range of application areas. The SE4120 chip is used as the receiver’s RF front-end. The AT91SAM9G20 chip based on ARM9 core and The Cyclone III series EP3C120F484 chip are used as the base-band processing part. And the receiver’s software design is explained, including the capture engine, tracking engine, demodulation messages, and position resolution. Key words: Satellite Navigation;ARM+FPGA;Receiver 0 引言 全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System GNSS)为全球性的位置与时间测 定系统，包括卫星星座、地面监控系统及用户终端设备，可为地球表面、近地表和地球外空 任意地点用户提供全天候、实时、高精度的三维位置、速度以及精密的时间信息[1]。美国的 GPS，欧洲的 Galileo，俄罗斯的 GLONASS 和中国的 BD 都属于 GNSS 的一种。 北斗卫星导航系统是我国自主研发的新一代卫星导航系统，是继美国的 GPS 和俄罗斯 的 GLONASS 之后第三个比较成熟的卫星导航系统。系统由三部分组成：空间部分、地面 控制部分、和用户接收部分，可以在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度的可靠定 位、导航、授时服务，与其他系统不同的是它还具有短报文通信能力，目前已经具备初步的 区域服务能力，而且预计在 2020 年实现全球定位服务能力[2]。 本文介绍了一种北斗定位接收机的设计方案，本方案基带部分采用 Atmel 公司的 ARM9 内核芯片 AT91SAM9G20 和 Altera 公司的 EP3C120 系列芯片。AT91SAM9G20 芯片功耗低， 性能强，最大主频达到 400MHz[3]；EP3C120 系列芯片资源丰富，可以实现大规模的数字信 -1- 号处理工作。  45  1 北斗接收机的组成 接收机的内部结构根据工作流程的先后顺序，通常分为射频前端、基带数字信号处理和 定位导航运算三大功能模块。