高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器的研究與軟件設(shè)計.pdf

1、高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器是高動態(tài)GPS接收機研制與測試不可或缺的測量設(shè)備,它根據(jù)載體的動態(tài)環(huán)境,精確產(chǎn)生其上安裝的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機接收到的衛(wèi)星信號,可用于接收機的功能測試、測量精度鑒定,在軍事和民用方面具有重大的使用價值。
　　本文充分整合已有的研究成果,將研究模型和系統(tǒng)的具體實現(xiàn)相結(jié)合,對 GPS衛(wèi)星信號模擬器的基本原理、時間/坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、偽距測量誤差仿真模型等各個方面進行了深入細致的研究,主要完成了高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器

2、的系統(tǒng)需求分析,上位機軟件系統(tǒng),以及GPS信號模擬的關(guān)鍵技術(shù)在DSP設(shè)計中的具體實現(xiàn)等大量工作。
　　首先,介紹了高動態(tài) GPS衛(wèi)星信號模擬器的工作原理,并在此基礎(chǔ)上介紹了模擬器的系統(tǒng)組成。高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器采用了FPGA+DSP的總體設(shè)計方案,主要由上位機模擬軟件、中頻信號產(chǎn)生器、D/A模塊和射頻前端電路四個模塊組成。詳細剖析了DSP模塊的信號處理過程,并概括性地介紹了DSP和FPGA接口的通信設(shè)計。
　　其次,重

3、點介紹了在DSP平臺所完成的信號處理過程中涉及到的偽距測量誤差引起的各種因素。針對引起測量誤差的原因建立了星鐘誤差、星歷誤差、電離層折射誤差、對流層折射誤差以及多徑效應(yīng)誤差等仿真模型。為了盡可能地減小誤差影響,對其中一些關(guān)鍵的誤差模型進行實驗驗證,從而使模擬器輸出的信號更接近于真實信號。
　　最后,基于現(xiàn)代軟件工程思想對高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器上位機軟件的框架進行了設(shè)計,詳細分析了高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器機軟件系統(tǒng)的組成以及各

4、模塊的主要功能。根據(jù)客戶的要求,在VC++6.0環(huán)境下編程實現(xiàn)GPS衛(wèi)星信號模擬器上位機軟件的設(shè)計。通過多次不同環(huán)境下的測試,給出了高動態(tài) GPS信號模擬器上位機軟件工作的實際效果,以及接收機的測試結(jié)果。
　　通過項目實施,在軟件、硬件各個部分分工合作下,最終研制出完整的高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器原理樣機?？梢愿鶕?jù)用戶的需求,很方便地設(shè)計輸出客戶需要的模擬信號。通過接收機的測試,模擬器軟、硬件工作正常,與其他國外信號模擬器的測試結(jié)