LimeSDR mini实现GPS信号接收

作者微信公众号：小卫星

操作系统： Ubuntu18.04 LTS

0、起因

LimeSDRmini既然包含了GPS频段（L1 1575.42MHz），那就应该能接收GPS信号并定位，但是纵观网络，讲SDR模拟GPS欺骗的多，接收的少。为什么呢？我认为有两点：

（1）GPS信号到地功率弱，基本上在-158dBW左右，比噪声还低，一般射频前端做的差一点点，就什么信号也收不到。

（2）与本地SDR晶振的稳定度和准确度有关，在信号下变频的混频过程中，事实上是将本地晶振频率倍至与1575.42MHz相当的一个频率作为混频本振，此时本地晶振的误差全部放大进入信号中，导致多普勒频率大幅增加，如果本地晶振很差，软件很难搜索和跟踪。

目前，在网上有两个地方讨论了LimeSDR接收GPS，一个是Lime microsystem官方人员做的：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTY2NDU3Nzg5Ng==.html?spm=a2h0k.11417342.soresults.dtitle

这个里面讲了基本的原理，但是没有代码、方法也比较粗略，但是仍然很有指导意义，建议想做这方面的人看看。（Danny的英语很标准，大家不妨多听几遍，舒克贝塔008做了翻译，很准确，赞一个）。

另一个是MYRIAD RF官方上的讨论

https://discourse.myriadrf.org/t/running-your-limesdr-on-gnss-sdr-on-ubuntu-17-10/2315

该栏目的发起者martywittrock是个高手，且乐于助人，不仅将自己开发的过程记录下来，还热情指导其他研究人员。

好了，不多说，开始我们的表演吧

1、准备硬件

（1）弄一块limesdr mini

当然得先买一块limesdr mini，怎么买略去不表。

（2）弄一块馈电小板

这个东西是给有源天线供电之用，二三十元一个，淘宝有卖。找根线给它供电。

（3）弄一块天线

这个也是几十元一个，淘宝有卖。

（4）找根SMA线把它们连起来

2、安装Ubuntu18.04 LTS

（1）下载iso镜像

https://www.ubuntu.com/download/desktop

（2）安装镜像至u盘

建议使用Rufus，相比其他Universal-USB-Installer之类速度快的多（毕竟我们的u盘快不到哪里去）。

http://www.softpedia.com/get/System/Boot-Manager-Disk/Rufus.shtml

（3）安装后确认版本

（4）确认python版本

可以看到python安装了两个版本，一个是2.7，一个是3.6，这有利于我们使用，因为gnuradio是2.7的。

3、安装lime驱动

Lime驱动其实有两个，一个是LimeSuite的官方驱动，一个是Soapysdr第三方驱动，都要安装。

（1）PPA，Personal Package Archive（个人软件包存档），是默认情况下并未被包含在Ubuntu中的软件的一个集合，通过其安装myriadrf的官方驱动。

sudo add-apt-repository -yppa:myriadrf/drivers

（2）更新

sudo apt-get update

（3）安装limesuite驱动

sudo apt-get install limesuiteliblimesuite-dev limesuite-udev limesuite-images

我装wps，没装成功，这条语句的执行结果变成这样了：

（4）安装soapysdr驱动

sudo apt-get install soapysdrsoapysdr-module-lms7

（5）测试驱动是否正常

SoapySDRUtil --find

LimeUtil --find

插入LimeSDR mini时

这里有时候media是2.0，有时候是3.0，建议如果是2.0再插拔下试试。

4、安装并运行gnss-sdr

gnss-sdrv0.0.9是一个开源GNSS软件定义接收机，从代码看目前能接收GPS L1 C/A信号和Galileo E1B、E1C信号，两类信号中心频点都在1575.42MHz，但是带宽不同。

（1）安装gnss-sdr

sudo apt-get install gnss-sdr

（2）编辑limesdr_GPS_L1.conf文件

按照

https://gnss-sdr.org/conf/

指示将 hackrf_GPS_L1.conf 另存为limesdr_GPS_L1.conf，并修改其中的

;#Next line enables the internal HackRF One bias (3.3 VDC)

SignalSource.osmosdr_args=hackrf,bias=1

为

;#Next line enables the LimeSDR

SignalSource.osmosdr_args=driver=lime,soapy=0

（3）插入limesdr mini，执行接收机软件

gnss-sdr --config_file=limesdr_GPS_L1.conf

可见，并没有搜到信号，将天线伸出窗外

有两颗星可以看见，所有的测量量都被写入文件保存。

5、总结

（1）gnss-sdr源代码编写者水平很高，有软件工程的思维，利用了C++很多新东西，但是代码不能直接在Windows编译，阅读难度较高。

源代码链接

https://github.com/gnss-sdr/gnss-sdr

（2）本人是将天线粘在棍子上伸到窗外的，24层（总楼高33层），附近遮挡确实比较严重，但是仅有两颗星收到，有点遗憾，不太应该。分析可能与该天线有关，天线带宽较宽，采样率低，信号混叠可能比较严重，下一步提高采样率，改变滤波器参数再试。

（3）下一步的工作是收Galileo信号，如果顺利，继续阅读代码，修改源码，添加北斗信号捕获跟踪。

以下为后来补充：

（4）carlesfernandez 实施上添加了专门针对LimeSDR的配置文件，在这里：

https://github.com/carlesfernandez/gnss-sdr/blob/next/conf/gnss-sdr_GPS_L1_LimeSDR.conf

目录为：gnss-sdr/conf/gnss-sdr_GPS_L1_LimeSDR.conf，大家可以直接使用，但是要在编译前使用

git checkout next

转到next分支，next分支有很多重大的变化，main函数就有体现，直接可以看出来。

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