基于PCI9820和GP2015的GPS信號采集與頻譜分析

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現(xiàn)較長時間實時數(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。

雙緩沖一個是循環(huán)緩沖，一個是用戶緩沖。循環(huán)緩沖又分成兩個部分。采集的數(shù)據(jù)先寫入循環(huán)緩沖區(qū)，當(dāng)半滿時，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，循環(huán)緩沖區(qū)的后半部分數(shù)據(jù)再寫入用戶緩沖區(qū)中，此時，采集的數(shù)據(jù)會繼續(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被寫到用戶緩沖區(qū)中去，從而達到連續(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)很繁忙的時候，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。具體程序設(shè)計可參考例程和文獻[3，4]。

4.3 采樣信號分析

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GP2015的中頻信號進行采集，數(shù)據(jù)存在計算機硬盤上，在Matlab軟件平臺下對這些數(shù)據(jù)進行時頻分析，并進行捕獲跟蹤處理。

結(jié)果表明當(dāng)采樣頻率為6 MHz和12 MHz時，數(shù)據(jù)連續(xù)可靠，為后續(xù)軟件基帶處理提供了真實可靠的數(shù)據(jù)。圖3，圖4分別為采樣頻率為6 MHz和12 MHz的信號頻譜圖，圖5為以6 MHz進行采樣的數(shù)據(jù)進行相關(guān)捕獲運算，得到的9號衛(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)實現(xiàn)了對GPS信號長時間連續(xù)采集，并對數(shù)據(jù)進行了分析處理，結(jié)果表明數(shù)據(jù)連續(xù)完好，可用于后續(xù)基帶處理，實現(xiàn)了軟件GPS接收機，也為其他帶通信號的采集處理提供了參考。