基于FPGA的NMEA解码和校正的算法设计

针对目前全球定位系统(GPS)在NMEA-0183码解码及其授时系统校正电路复杂、难以提高精度的不足之处,提出了一种完全用FPGA来实现NMEA码解码、校正的方法。该解码算法以NMEA-0183协议定义的语句格式为基础,根据GPS输入秒脉冲的上升沿,循环判断码的帧起始位、帧状态、帧结束位标志,直至完成正确解码;校正算法则用线性预测理论,以最小预测误差为原则,对前一时间段的系统时间进行加权计算,在当前时刻出现丢码、误码或不能正常工作时,则以该计算值为当前系统时间的预测值来校正和维持系统时间。用硬件描述语言对该解码、校正算法编程,并在一块FPGA芯片内部生成硬件电路。仿真与硬件测试结果证明算法精确有效,经济实用,稳定性好。