使用NIPXI的高速記錄功能，開發(fā)以軟件為架構(gòu)的GNSS接收器圖1.我們使用NIPXIe-1075機(jī)箱、多個(gè)PXI-5661矢量信號分析儀、HDD-826412組RAID陣列以及LabVIEW軟件，同時(shí)從多個(gè)頻段傳輸數(shù)據(jù)。圖2.GNSS前端概覽

"我們運(yùn)用具有可配置性與高速流盤性能的矢量信號分析儀，收集所有可用的GNSS信號，并期望它能用在今后的信號上。"

-MarkPetovello,UniversityofCalgary挑戰(zhàn):開發(fā)功能強(qiáng)大、靈活度高，以軟件為構(gòu)架的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器，能采集、追蹤并記錄多方的GNSS信號，其無線電頻率帶寬可高達(dá)20MHz。解決方案:使用NI模塊化儀器、射頻矢量信號分析儀與高速信號存儲(chǔ)設(shè)備，開發(fā)靈活、可移動(dòng)及可配置的GNSS接收器，可以傳輸、存儲(chǔ)射頻信號。在當(dāng)今社會(huì)，將GPS作為定位系統(tǒng)已日漸普遍，如：車輛內(nèi)置導(dǎo)航系統(tǒng)、手機(jī)定位功能等，而GPS接收器在娛樂方面的使用量也逐步增多。雖然GPS是目前全球唯一的GNSS系統(tǒng)，但在俄羅斯、歐洲、中國、日本和印度等地，也已經(jīng)開發(fā)或添加了其他相關(guān)系統(tǒng)。而GPS也不斷精益求精，改善系統(tǒng)的性能。表1整理了3個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)免費(fèi)提供的信號：（還有一些其他的信號，但訪問有所限制）。GNSS信號中心頻率(MHz)最小帶寬(MHz)GPS(美國)L1C/A1,575.422L1C1,575.422L2C1,227.602L51,176.4520GLONASS(俄羅斯)L11,602.0020L21,246.0020Galileo(歐盟)E11,575.424E5a1,176.4520E5b1,207.1420表1.免費(fèi)GNSS信號一覽表從新系統(tǒng)大量傳出的有效信號，提供了改善定位準(zhǔn)確度和可信度的絕佳機(jī)會(huì)。然而，這也意味著GNSS接收器必須取得并追蹤這些信號。再者，隨著消費(fèi)者需求的增加，這些接收器必須在樹下和室內(nèi)等更復(fù)雜的執(zhí)行環(huán)境下運(yùn)作?？柤永锎髮W(xué)的定位與航行學(xué)術(shù)會(huì)議(PLAN)小組，開發(fā)以軟件為構(gòu)架的GNSS接收器，導(dǎo)航本質(zhì)上相當(dāng)于軟件定義的無線電(SDR)。但是，“前端”能從無線電頻率降頻轉(zhuǎn)換GNSS信號，約在1.2至1.6GHz到數(shù)十兆赫茲的等級；這樣的采樣方法，并不適用于市面上所有的信號。此外，對于以研發(fā)為目的所取得的樣本需存儲(chǔ)在磁盤中，以便后續(xù)處理與分析。最后，我們需要占用最小為2MHz和最大為20MHz的帶寬處理信號的所有功能。最大的信號帶寬與對應(yīng)的采樣速度，都呈現(xiàn)出很大的挑戰(zhàn)性，而在信息存儲(chǔ)方面尤其困難。我們最初在前端所使用的硬件系統(tǒng)，靈活性不夠高，也呈現(xiàn)出下列種種配置上的問題：?靈活性不高的硬件只能在某些頻寬進(jìn)行采樣

?高速信號存儲(chǔ)需要特殊的設(shè)備，不方便執(zhí)行信號傳輸

?固定的前端采樣速度(與對應(yīng)的信號帶寬)

?固定的采樣量化由于這些配置上的限制，我們需要更強(qiáng)大且具靈活性的解決方案。使用NI工具開發(fā)靈活的解決方案NI矢量信號分析儀設(shè)備提供靈活、可移動(dòng)且可配置選項(xiàng)等優(yōu)勢，以采集射頻采樣信號。NI系統(tǒng)還提供可配置的頻率、帶寬與采樣率，選擇的位數(shù)可量化信號，同時(shí)具有足夠的數(shù)據(jù)傳輸能力將數(shù)據(jù)記錄至文件。我們初始化的系統(tǒng)包含下列元件：?NIPXIe-1065機(jī)箱

?NIPXI-5690雙通道射頻前置放大器

?3個(gè)NIPXI-56612.7GHz矢量信號分析儀，256MB，包含實(shí)時(shí)流盤

?NIHDD-826412組RAID陣列(含控制器)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸

?NILabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)運(yùn)作正常，也符合我們大部分的需求。當(dāng)需要從多頻帶同步傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，我們已采購第二部分包含下列組件的單位系統(tǒng)：?NIPXIe-1075機(jī)箱

?PXI-5690雙通道射頻前置放大器

?2個(gè)NIPXI-5600射頻降頻轉(zhuǎn)換器，20MHz頻寬

?2個(gè)NIPXIe-5622,16位,150MS/s示波器，包含64MB板載內(nèi)存

?NIHDD-826412組RAID陣列(含控制器)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸

?LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件NIPXIExpress機(jī)箱與示波器，提高PXI機(jī)箱數(shù)據(jù)流的傳輸能力。我們成功地建立與測試信號采集，并追蹤表1所列出的信號運(yùn)算法則。我們研發(fā)小組也常使用軟件接收器，開發(fā)新信號的采集與追蹤信號的運(yùn)算法則，以改善GNSS在荒野區(qū)的定位和厘米級的精確度。NI支持NI當(dāng)?shù)氐匿N售代表對我們的項(xiàng)目提供了很多的幫助，并且很用心地幫助我們獲取所需的信息和技術(shù)演示設(shè)備。在采購方面，NI技術(shù)人員也提供了高品質(zhì)的服務(wù)，并及時(shí)答復(fù)所有詢問。加拿大卡爾加里大學(xué)的PLAN小組，成功地使用NI矢量信號分析儀硬件，促進(jìn)了軟件定義的