张 尧,唐小妹,陈华明,孙广富

(国防科技大学电子科学与工程学院卫星导航定位技术工程研究中心,湖南 长沙 410073)

0 引 言

软件接收机在GNSS信号处理方面发挥着重要的作用,然而传统的软件接收机均是基于CPU(中央处理单元)实现,效率低下,是实时处理与商业推广的瓶颈所在。信号的跟踪具有大量的并行运算,而且也是实时性要求最为严格的地方,减小跟踪部分的耗时是解决软件接收机实时性的核心。图像处理单元(GPU)是高度并行化的处理器,在并行计算领域有着广泛的应用,将信号的跟踪采用GPU实现可以大大提升接收机的处理效率。目前,国外有很多学者已经开始了基于GPU的软件接收机研究[1-2],国内研究则相对较少,且主要集中在信号捕获的GPU实现上[3-4],信号跟踪的GPU实现仍很少见。本文将信号跟踪采用GPU实现,同时给出了这种实现方案的数据更新、分配策略,以及生成伪距观测量时与传统方法相比做出的调整。仿真的结果表明：采用该方法可实现信号跟踪,且其效率相比传统的软件接收机跟踪提升了112.5倍。

1 信号跟踪的GPU实现

信号的跟踪分为载波跟踪和码跟踪,分别使用载波环和码环实现,其中码环一般采用DLL实现。跟踪环的结构图如图1所示[5],其中数字中频信号和本地正余弦载波相乘,剥离信号中的载波,所得结果的同相和正交分量依次与超前、即时和滞后支路的本位伪码相乘,剥离伪码,进而进行积分清零,得到相关结果。相关结果可用于码环和载波环的更新。……