有限资源下车载北斗双频软件接收机基带信号实时处理算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51505221
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0511.机械测试理论与技术
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Satellite positioning receiver is essential for vehicle navigation system. Software receiver is easy to improve positioning performance by using various optimized algorithm compared with common hardware receiver, which also has obvious advantages in signal fusion with machine vision, radar and other sensors used for unmanned vehicles. However, large amounts of data is needed for complex computation at high speed, which makes current software receiver do real-time processing only by general CPU of desktop PC. Therefore, the practicality of software receiver is restricted in vehicle-mounted navigation system with limited resources. Now Beidou2 satellite navigation system has entered an era of multiple-frequency application. According to the signal structure of Beidou system, at least three algorithms are proposed and applied to baseband signal processing of in-car Beidou dual-frequency software receiver in this project, namely, the B1-aided fast acquisition strategy for B1/B2 dual-frequency signal based on Parallel Code-phase Search acquisition algorithm under assembled FFT, the pure-software fast parallel correlator technology of B1/B2 signal which is suitable for embedded platform and the high-accuracy tracking algorithm of B1/B2 signal based on double-loop coupling. The study on the above algorithms lays a theoretical foundation for the real-time processing of base-band signal in Beidou software receivers running with limited sources.
卫星定位接收机是车辆导航系统的必备装置。相比于常用的硬件接收机,卫星定位软件接收机便于利用各种优化算法提高其定位性能,同时在与用于智能车辆的机器视觉、雷达等其他传感器的信号融合方面也具有明显的优势。但由于需要对大量的数据进行快速复杂运算,这使得目前的软件接收机只能利用台式PC机的通用CPU进行实时处理,这成为软件接收机在资源有限的车载导航系统中走向实用化的瓶颈。目前我国北斗二代卫星定位系统已进入多频应用的时代。本项目针对北斗系统信号结构的特点,将基于组合FFT并行码相位搜索算法的B1辅助B2双频信号快速捕获策略、适合嵌入式实现的B1/B2信号纯软件快速并行相关器技术、基于双环耦合的北斗B1/B2信号高精度跟踪算法等,应用于车载北斗双频软件接收机基带信号处理中,为有限资源下的北斗双频软件接收基带信号实时处理奠定理论基础。

结项摘要

与硬件接收机相比,软件接收机更有利于无人驾驶车辆实现多传感器融合高精度导航。同一颗卫星播发的多频点卫星信号经由相同的路径传播到用户接收机,不同频点卫星信号中夹带的多普勒频移具有固定的比例关系,利用该比例关系可以提高双频软件接收机的捕获和跟踪性能。针对目前软件接收机中存在算法实时性差、硬件资源耗费较大等问题,本项目首先根据北斗B1/B2信号结构,设计了双频仿真信号发生器;其次提出了基于分解FFT的并行捕获算法,该算法相较于传统并行码捕获算法将计算量减少了80%;然后又提出了基于组合FFT并行码相位搜索的B1辅助B2双频信号快速捕获方法,相较于传统双频辅助捕获算法,该算法将计算量减少了约25%;最后提出了双频耦合跟踪算法,该算法可以使得B2信号在跟踪环路带宽减少的情况下,仍具有良好的动态特性。本项目以DSP+FPGA平台为基础,研究用于无人驾驶导航的车载北斗软件接收机,有利于北斗软件接收机在资源有限的嵌入式平台上实现,可为无人驾驶导航多传感器信息融合提供软件和硬件基础。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(4)
基于组合FFT的多核北斗软件接收机并行捕获算法
  • DOI:
    10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2016.04.014
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国惯性技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾庆喜;张鹏娜;祝雪芬;潘树国;裴凌
  • 通讯作者:
    裴凌
卫星定位软件接收机研究综述
  • DOI:
    10.7535/hbkd.2016yx03002
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    河北科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张鹏娜;曾庆喜;祝雪芬;裴凌
  • 通讯作者:
    裴凌
基于分段折叠算法的北斗CB2I 码快速捕获
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国惯性技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾庆喜;徐亮;唐琳琳;王庆
  • 通讯作者:
    王庆
A fast acquisition algorithm based on division of GNSS signals
一种基于GNSS信号分割的快速捕获算法
  • DOI:
    10.1017/s0373463317000984
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Journal of Navigation
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Qingxi Zeng;Wenqi Qiu;Pengna Zhang;Xuefen Zhu;Ling Pei
  • 通讯作者:
    Ling Pei
基于平均相关算法的北斗 B2信号快速捕获
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    南京航空航天大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐亮;曾庆喜;唐琳琳;曾庆化
  • 通讯作者:
    曾庆化

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其他文献

PEM电池二相流流动压降建模、验证及应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    武汉理工大学学报(交通科学与工程版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾庆喜;施金榕;张智博;康 辉;詹志刚
  • 通讯作者:
    詹志刚
质子交换膜燃料电池3D流场强化传质效应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    武汉理工大学学报(交通科学与工程版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张智博;施金榕;向蔚;余圆;曾庆喜;詹志刚
  • 通讯作者:
    詹志刚

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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