基于FPGA的多通道GNSS数据采集平台设计与实验验证

本文主要探讨了多通道全球导航卫星系统（GNSS）数据采集平台的设计与实现，针对GNSS系统发展中遇到的多径效应问题，提出了一种利用天线阵列方法来提高定位精度和可靠性的解决方案。平台的关键组成部分包括基于PCIE通信总线的FPGA开发板和多路模数转换器（ADC）采集卡。 系统设计的核心理念是实现多路天线信号的实时同步采集和存储，以验证阵列天线在对抗多径效应方面的有效性。首先，平台的总体架构由多阵元天线阵列、多通道下变频模块、高速ADC、Xilinx Kintex7-325T系列FPGA、以及SATA硬盘构成，确保了数据采集的高速度和准确性。 射频前端的设计是平台的基础，采用实验室自主研发的下变频板卡，内置北斗二代RNSS区域信号接收机射频芯片，支持多种卫星信号的接收，包括GPS L1、北斗B1/B3等。经过信号放大、变频和滤波处理后，射频信号被转化为模拟或数字中频信号，进一步由FPGA进行处理和传输。 FPGA作为处理核心，利用PCIE通信链路与PC内存进行高效交互，实现了数据的实时打包和存储。这种设计不仅保证了数据无失真，还能满足大容量数据存储的需求。通过实验验证，该方法证明了平台在数据采集和存储方面的可行性，以及整体性能的优越性。 本文不仅详细阐述了多通道GNSS数据采集平台的硬件设计，还强调了其在实际应用中的重要价值，尤其是在卫星导航领域，对于提升定位精度和抗干扰能力具有重要意义。同时，该平台的实现也为国内同类研究提供了可参考的实例和技术基础。