衛(wèi)星導航信號模擬算法研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著衛(wèi)星導航服務需求的不斷增長，衛(wèi)星導航模擬器作為接收機測試的有力工具，開展其相關研究具有十分重要的意義。衛(wèi)星導航模擬器是衛(wèi)星導航的系統(tǒng)級技術，它代表了一個國家衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設、發(fā)展、應用和產業(yè)化的水平;它作為衛(wèi)星導航系統(tǒng)和各種接收設備研制的關鍵儀器，也一直受到軍事和工業(yè)部門的高度關注。本文針對普通導航定位接收機的需求，以GPS為例，對模擬器設計中涉及到的算法進行了研究，特別是完成了仿真控制與信號生成部分的設計與實現(xiàn)，主要內容為:

2、>　　首先，介紹衛(wèi)星導航模擬器的組成及工作原理，宏觀上說明了本文設計實現(xiàn)的衛(wèi)星導航模擬器的整體架構;深入研究了衛(wèi)星導航模擬器的數(shù)學模型及實現(xiàn)算法，包括:衛(wèi)星時鐘校正、電離層延時、對流層延時、衛(wèi)星軌道計算、衛(wèi)星可見性判斷以及多普勒頻移和偽距等，同時給出了基于精密星歷的模擬器星歷參數(shù)擬合算法。
　　然后，根據(jù)前文的理論基礎，按現(xiàn)有技術水平給出了衛(wèi)星導航模擬器的仿真控制單元設計方案，并依據(jù)功能不同劃分為九個模塊，包括人機交互界面、參數(shù)設

3、置方式、衛(wèi)星數(shù)據(jù)仿真、傳播環(huán)境模擬、導航電文參數(shù)計算及生成、通信控制和數(shù)據(jù)存儲;詳細說明了各模塊的軟件實現(xiàn)流程及主要函數(shù)功能;重點剖析了導航電文幀結構，詳細闡述了各子幀的組成及參數(shù)意義，給出了在模擬器中各參數(shù)的設置及計算方法，完成整個導航模擬器的軟件設計工作。
　　接著，研究GPS中頻信號生成算法，給出各個模塊原理及設計方案，包括載波NCO設計、偽碼NCO設計、C/A碼生成、成型濾波、內插濾波和載波信號BPSK調制六個模塊;并以數(shù)

4、字中頻信號為仿真目標，利用Xilinx公司的System Generator搭建信號生成算法模型，實現(xiàn)中頻信號仿真以及硬件實現(xiàn)。
　　最后，給出詳細的驗證及測試方案，包括算法仿真測試、通訊測試、信號生成單元仿真測試、實際硬件測試等，層層遞進驗證模擬器可以實現(xiàn)指定的GPS信號輸出。最后提出了系統(tǒng)級測試方案，由高速ADC直采生成的GPS中頻信號，存入海量存儲模塊最后導入到軟件接收機中進行定位測試驗證。通過對基帶信號分析、靜態(tài)定位測試、