GPS信號模擬技術(shù)及軟件接收機的研究.pdf

1、全球定位系統(tǒng)（GPS）是國際上新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于軍用和民用領(lǐng)域，包括車船導(dǎo)航、大地測量、空間飛行器的精密定軌等。 隨著我國現(xiàn)代化的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和軍事應(yīng)用對接收機定位性能提出了更高的要求。目前硬件接收機難以滿足需求，軟件接收機由于其信號處理功能的模塊化和靈活性等優(yōu)點，可方便地提高定位精度及兼容性。而GPS信號是用于驗證軟件接收機性能的數(shù)據(jù)源。其在信號傳輸過程中會受到傳輸、延時、多徑干擾等多方面的影響。應(yīng)用硬件模

2、擬需要投入大量的研發(fā)力量和時間。采用軟件模擬GPS衛(wèi)星信號則可利用軟件開發(fā)的高效、低投入的優(yōu)勢。真實信號的采集則是另外一種獲取GPS信號的方法，可采集各種情況下GPS衛(wèi)星中頻數(shù)字信號，以應(yīng)用于后續(xù)實時軟件接收機的研究。 本文做出的主要工作如下： 1. 詳細分析GPS信號下行通信鏈路，可以從信噪比或載噪比的角度來模擬真實GPS信號在傳輸過程中的變化，給出了具體的軟件生成方法。生成的多衛(wèi)星模擬GPS信號具有信噪比和多普勒頻移

3、均可調(diào)的特性。 2. 在分析數(shù)字相關(guān)處理芯片GP2021內(nèi)部架構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出軟件接收機。同時給出通道內(nèi)狀態(tài)機結(jié)構(gòu)，編寫了大量實現(xiàn)代碼，能夠正確完成信號的捕獲、跟蹤、導(dǎo)航電文解調(diào)等基帶信號處理。 3.提出一種采集GPS信號的方法，設(shè)計出GPS信號采集系統(tǒng)，由天線、射頻前端、位-串轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等部分組成。其數(shù)據(jù)存儲格式與上述軟件接收機相兼容，可為實時軟件接收機的研究提供真實信號。 本文所研究的模擬GPS