基于PCI9820和GP2015的GPS信號(hào)采集與頻譜分析

4.2 PCI9820雙緩沖數(shù)據(jù)采集模式

在DOS 環(huán)境下，一次DMA或中斷方式采集數(shù)據(jù)通常不能超過640 kB。在Windows環(huán)境下，一次DMA的數(shù)據(jù)量依賴于板卡的PCI控制芯片的尋址范圍和系統(tǒng)物理內(nèi)存大小，雖然可能很大但仍無法實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能，而PCI9820提供的雙緩沖模式可以解決這一問題。

雙緩沖一個(gè)是循環(huán)緩沖，一個(gè)是用戶緩沖。循環(huán)緩沖又分成兩個(gè)部分。采集的數(shù)據(jù)先寫入循環(huán)緩沖區(qū)，當(dāng)半滿時(shí)，循環(huán)緩沖區(qū)的前半部分寫入到用戶緩沖區(qū)中。采集的數(shù)據(jù)繼續(xù)向循環(huán)緩沖區(qū)的后半部分寫入。當(dāng)循環(huán)緩沖區(qū)全寫滿時(shí)，循環(huán)緩沖區(qū)的后半部分?jǐn)?shù)據(jù)再寫入用戶緩沖區(qū)中，此時(shí)，采集的數(shù)據(jù)會(huì)繼續(xù)寫入循環(huán)緩沖區(qū)的前半部分。如此反復(fù)，每半滿一次，循環(huán)緩沖區(qū)的前或后半部分就會(huì)被寫到用戶緩沖區(qū)中去，從而達(dá)到連續(xù)高速采集的功能。值得注意的是，雙緩沖方式涉及到內(nèi)存的頻繁讀寫，因此當(dāng)采樣速率很高或是系統(tǒng)任務(wù)很繁忙的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。具體程序設(shè)計(jì)可參考例程和文獻(xiàn)[3，4]。

4.3 采樣信號(hào)分析

按照前面介紹的采樣頻率方案以及PCI9820的雙緩沖數(shù)據(jù)采集模式，我們對(duì)GP2015的中頻信號(hào)進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)存在計(jì)算機(jī)硬盤上，在Matlab軟件平臺(tái)下對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析，并進(jìn)行捕獲跟蹤處理。

結(jié)果表明當(dāng)采樣頻率為6 MHz和12 MHz時(shí)，數(shù)據(jù)連續(xù)可靠，為后續(xù)軟件基帶處理提供了真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。圖3，圖4分別為采樣頻率為6 MHz和12 MHz的信號(hào)頻譜圖，圖5為以6 MHz進(jìn)行采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)捕獲運(yùn)算，得到的9號(hào)衛(wèi)星捕獲結(jié)果圖，表明數(shù)據(jù)完好可用。

5 結(jié)語

利用PCI9820高性能數(shù)據(jù)采集卡和GP2015射頻模塊構(gòu)建的GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)GPS信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，結(jié)果表明數(shù)據(jù)連續(xù)完好，可用于后續(xù)基帶處理，實(shí)現(xiàn)了軟件GPS接收機(jī)，也為其他帶通信號(hào)的采集處理提供了參考。