基于FPGA+ARM的卫星导航信号采集存储系统

本文介绍了一款专为卫星导航接收机性能研究设计的信号采集存储系统，该系统基于FPGA+ARM架构，集成了射频下变频、高速A/D转换和高速数据存储功能，具备双采样通道、高速存储速率和便携性。通过实际在轨卫星信号的测试，证明了系统的数据正确性和设计目标的达成。 1 引言 在卫星导航接收机的开发过程中，获取真实环境下的信号数据至关重要，但实际环境的复杂性和偏远性增加了研发难度和成本。因此，设计一款能够方便、高效采集存储卫星导航信号的设备成为了解决这一问题的关键。该系统的核心目标是为软件接收机提供原始观测数据，确保数据质量，以满足接收机对原始数据的严格要求。 2 系统总体架构 该卫星导航信号采集存储系统主要包括三个关键模块：射频下变频模块、高速A/D转换模块和数据存储模块。射频下变频电路采用RX3007芯片，能同时处理GPSL1和BD2B1两个频点的信号，将其转化为模拟中频信号。高速A/D转换模块进行同步采样，FPGA用于数据缓冲和通过PCIExpress总线控制SATA硬盘存储。ARM微控制器则通过FPGA与SATA硬盘进行数据交互和存储管理。 3 硬件电路设计 3.1 射频下变频电路设计 射频前端采用RX3007，这是一款支持北斗2B1/GPSL1双模式的射频导航芯片，具备双通道并行工作能力，能将射频信号下变频为低中频信号，便于后续处理。 系统采用PCIExpress和SATA总线技术，这两种总线技术在数据传输速率和扩展性上均有显著优势，能够满足高速数据存储的需求。FPGA中的PCIExpress硬IP核负责控制SATA硬盘存储控制芯片SiL3132，实现总线协议的转换。 4 性能验证与结论 通过实际测试在轨卫星信号，该系统验证了其数据采集和存储的准确性，满足了设计预期，为卫星导航接收机的性能研究提供了强有力的数据支持。 该系统的设计对于卫星导航领域的研究和开发具有重要意义，简化了远程环境下的信号获取步骤，提高了研发效率，同时确保了数据质量，对于推动卫星导航技术的发展起到了积极的作用。