HPA_Navi IIの購入

@HirakuTOIDAさんが配布されているHPA_Navi IIを購入します．
ロケット用GPS受信機と組み合わせて，再突入実験機に搭載してみたい．

支払いは物々交換でも良いとのことなので，一番高価な部品である
GPS受信機モジュールのLEA-6Tは現物支給にしました．

残りはFPGA基板のDE0-Nanoでカバー．さらに，FPGAによるGPS受信機
開発に引き込むために，フロントエンド基板も押し付けプレゼントします．



Bluetoothによる無線化も面白そうなので，試してみたい．

【追記】SBXBTとBluetoothアダプタの組み合わせより安い．

秋月電子通商：RN-42使用 Bluetooth無線モジュール評価キット

【追記2】DE0-Nanoは安価で小型で良いボードなのに，いまひとつ人気がないような？
強いて言えば，USBシリアルのポートがないのが唯一の不満．JTAG UARTは使いづらい．
アマチュア無線には食指が動かないけれど，DE0-Nanoを使ったSDRのプロジェクトとしてモニタ中．

たまごの電子工作メモ：DE0-nano 拡張ボード
SDRでBCLを：FPGAでPSK31

Software GPS Signal Simulators

bladeRFでTxが動くようになれば，デジタル化されたGPS信号を数値的に
生成することで，簡易的なGPS信号シミュレータを実現することができる．

そこで，IF信号を生成してくれるオープンソースのソフトウェアを探してみた．

SNACS: The Satellite Nagigation Radio Channel Signal Simulator
論文 | sourceforge.net

GPS-Gyan: An Open-Source GPS Software Simulator Using Object-Oriented System Design and Modeling Framework
論文 | sourceforge.net

bladeRFのTxのサンプルプログラムでは，IF信号をファイルから読み込んでいる．
しかし，GPS受信機の試験は比較的長時間になるので，事前にIF信号をファイルに
保存するとなると，ファイルサイズが大きくなりすぎる．

リアルタイムで複数衛星の信号を生成してストリーミングする必要がありそうだけど，
PCの処理能力的にどうなのだろう．リアルタイムでソフトウェア受信機が動くくらい
だから，大丈夫かな？

bladeRF for GNSS-SDRLIB

Taro君の日記が久しぶりに更新され，bladeRFとGNSS-SDRLIBによる
リアルタイム測位の様子が紹介されている．

Taro +memo：BladeRFでGPS測位

何かと不具合があり放置していたbladeRFだけど，新しいファームウェアでは
随分と問題が解決されているらしい．Windows版のインストーラも公開されて
いるようなので，自分も試してみよう．

bladeRFの本命はTxの方なので，そちらにも期待．
Record & Playbackが出来るだけでも，かなりありがたい．

FPGAの参考書

メモ

スティルハウスの書庫：ハード素人が32bit CPUをFPGAで自作して動かすまで読んだ本のまとめ

FPGAでCPUを自作することに興味はないけれど，FPGAを一から学ぶステップとして，
とても参考になる．特にシミュレーションと検証技法．

Namuru-Nanoの開発は，ベースとなるNamuruのVerilogコードがあったので，
シミュレーションをせずに進めたけれど，やっぱりバグが残っている．
きちんとモジュールごとに検証しないといけない．

Breakout board for u-blox module

BeagleBoneで動くRTKLIBに触発されて，自分でも組み込みマイコンに
移植してみたくなった．STM32F4あたりで，動かないものだろうか．

まずは，マイコンにRAWデータを提供できる受信機が必要になる．
NVSのNV08CやskytraqのS1315Fという選択もあるけれど，
やっぱりu-bloxが好きだ．

その昔に購入したLEA-4Tが抽斗の奥に眠っていたので，こいつを消費するためにも，
breakout boardを製作．GPSロボットカー用に設計した基板を，そのまま発注しました．



0805サイズのSMDなのに，手付けが辛い！
老眼的に…
もう全部リフローにしないとダメだな．



【追記】BeagleBone Blackの在庫がどこにもない．

3アンテナGPS受信機の動作試験

3アンテナフロンドエンドの動作が確認できたので，
まずはアンテナごとに測位させてみます．

久しぶりのDE0-NanoとQuartus IIで戸惑いましたが，
なんとか周波数設計の変更と，アンテナ切り替えのロジックを追加．

GPS受信機の機能は基本的に12チャンネルのNamuru-Nanoの
ままですが，コマンドでアンテナを切り替えることができます．



どのアンテナに切り替えても，無事に信号捕捉と測位を確認．
とりあえず，受信機として動作しているようです．



オフィスの窓からアンテナを出していることもあって，
測位精度はいまひとつ．測位結果が一定値でジャンプして
いるので，FPGAの相関器にもバグが残っていそうです．



次のステップとして，各チャンネルに3アンテナ分の相関器を
組み込みます．これらが，ひとつのレプリカ信号に対して
相関値を取り，その中から最も信号強度の高いアンテナを
選びます．その信号によって信号追尾を行い，レプリカ信号が
生成されます．

常に条件の良い信号を選びながら信号追尾を行うため，
受信機を搭載したプラットフォームが回転などしてアンテナの
方向が大きく変化しても，信号をロストすることなく，測位を
継続することができます．

【追記】3つのアンテナと2ビットのIF信号でどこまで効果があるのか
判らないけれど，CRPA（Controlled Reception Pattern Antenna）も
試してみたい．

GPS World: Anti-Jam Protection by Antenna

アンテナは市販品で入手できる．

ANTCOM: GPS, GNSS, SBAS, CRPA Antennas



原理的に，nullを2つ作ることができるので，2つのjammerや
マルチパスを抑制できることになる．