Παγκόσμιο Δορυφορικό Σύστημα Πλοήγησης: Υλοποίηση Δέκτη Με Τεχνολογία Software Defined Radio

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη και η περιγραφή του Παγκοσμίου Συστήματος Δορυφορικής Πλοήγησης (GNSS) καθώς και η υλοποίηση ενός δέκτη GNSS με τεχνολογία Software Defined Radio σε περιβάλλον GNU Radio Companion.Στα τρία πρώτα κεφάλαια της Διπλωματικής Εργασίας γίνεται μια αναλυτική παρουσίαση της δομής, των χαρακτηριστικών και των εφαρμογών του GNSS δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στο αμερικάνικο σύστημα GPS και στο Eυρωπαϊκό σύστημα GALILEO. Γίνεται αναφορά στις μπάντες συχνοτήτων που έχουν ανατεθεί για κάθε σύστημα, στα σήματα εκπομπής και λήψης καθώς και στη διαμόρφωση/αποδιαμόρφωσή των σημάτων αυτών.Στο 4ο κεφάλαιο περιγράφεται η λειτουργία ενός δέκτη GNSS δηλαδή η διαδικασία που ακολουθείται προκειμένου να πάρουμε πληροφορία σχετικά με τη θέση του χρήστη, την ταχύτητά του κτλ. Γίνεται αναφορά στο RF Front End που οφείλει να διαθέτει ο δέκτης αλλά και στο επεξεργαστικό κομμάτι, το οποίο επεξεργάζεται το σήμα λήψης και εξάγει τα δεδομένα πλοήγησης. Επίσης, παρουσιάζονται τα διάφορα υπολογιστικά σφάλματα που υποβαθμίζουν την αξιοπιστία της ζεύξης και τα μέτρα αντιμετώπισής τους.Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζεται το ειδικό λογισμικό Gnuradio μέσω του οποίου θα υλοποιήσουμε το δέκτη GNSS.Το Gnuradio είναι ένα εργαλείο ανάπτυξης ελεύθερου λογισμικού που παρέχει μπλοκς επεξεργασίας σήματος για υλοποίηση συστημάτων Software-Defined Radios. Περιλαμβάνονται και παραδείγματα για καλύτερη κατανόηση του λογισμικού.Στο 6ο κεφάλαιο είναι το κυρίως πρακτικό κομμάτι της Διπλωματικής Εργασίας όπου υλοποιούμε το δέκτη GPS σε Gnuradio. Παρουσιάζονται όλα τα στάδια αποδιαμόρφωσης του σήματος και εκτελούνται προσομοιώσεις για καλύτερη κατανόηση και επαλήθευση των θεωρητικών κομματιών του δέκτη GPS. Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματα προσομοίωσης παρουσιάζονται και σχολιάζονται.