基于PCI9820和GP2015的GPS信號采集與頻譜分析

4.2 PCI9820雙緩沖數據采集模式

在DOS 環境下，一次DMA或中斷方式采集數據通常不能超過640 kB。在Windows環境下，一次DMA的數據量依賴于板卡的PCI控制芯片的尋址范圍和系統物理內存大小，雖然可能很大但仍無法實現較長時間實時數據采集功能，而PCI9820提供的雙緩沖模式可以解決這一問題。

雙緩沖一個是循環緩沖，一個是用戶緩沖。循環緩沖又分成兩個部分。采集的數據先寫入循環緩沖區，當半滿時，循環緩沖區的前半部分寫入到用戶緩沖區中。采集的數據繼續向循環緩沖區的后半部分寫入。當循環緩沖區全寫滿時，循環緩沖區的后半部分數據再寫入用戶緩沖區中，此時，采集的數據會繼續寫入循環緩沖區的前半部分。如此反復，每半滿一次，循環緩沖區的前或后半部分就會被寫到用戶緩沖區中去，從而達到連續高速采集的功能。值得注意的是，雙緩沖方式涉及到內存的頻繁讀寫，因此當采樣速率很高或是系統任務很繁忙的時候，可能會出現數據丟失現象。具體程序設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的雙緩沖數據采集模式，我們對GP2015的中頻信號進行采集，數據存在計算機硬盤上，在Matlab軟件平臺下對這些數據進行時頻分析，并進行捕獲跟蹤處理。

結果表明當采樣頻率為6 MHz和12 MHz時，數據連續可靠，為后續軟件基帶處理提供了真實可靠的數據。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進行采樣的數據進行相關捕獲運算，得到的9號衛星捕獲結果圖，表明數據完好可用。

5 結語

利用PCI9820高性能數據采集卡和GP2015射頻模塊構建的GPS數據采集系統，利用該系統實現了對GPS信號長時間連續采集，并對數據進行了分析處理，結果表明數據連續完好，可用于后續基帶處理，實現了軟件GPS接收機，也為其他帶通信號的采集處理提供了參考。