衛(wèi)星導航信號質量異常模擬技術研究.pdf

1、隨著我國的衛(wèi)星導航事業(yè)發(fā)展的日益繁榮和導航應用領域的技術進步，完善我國衛(wèi)星導航服務質量監(jiān)測體制的需求日益強烈。目前我國的衛(wèi)星導航服務質量監(jiān)測體制不完善，導航服務質量監(jiān)測能力較弱，也不具備干擾檢測和告警的能力，因此導航信號各種異常情況的研究必然是我國導航產業(yè)的迫切需求。本文的研究成果可以為導航異常信號的研究提供技術支撐，為我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進作用。
　　導航系統(tǒng)定位的準確性很大程度上取決于導航衛(wèi)星的信號質量，當導航信

2、號在空間傳播時受到干擾或者衛(wèi)星的硬件設備異常工作時，衛(wèi)星信號波形會出現(xiàn)失真的情況，這些異常會使用戶接收機的定位精度下降，情況嚴重的甚至會使用戶失去定位能力。經過調研與分析，衛(wèi)星導航信號從產生到接收的過程中會出現(xiàn)電文異常、衛(wèi)星星鐘異常、載波異常、偽碼異常、I/Q支路正交性異常、帶外抑制異常、帶內雜散異常、等效全向輻射功率異常等情況。本文重點是在GPS L1模式下對上述異常中的4種情況——偽碼異常（TMA、TMB、TMC）、載波異常、I/Q

3、支路正交性異常和帶內雜散異常的原理及仿真進行研究，并對異常信號的模擬實現(xiàn)進行的說明和分析。
　　文章首先介紹了導航信號模擬器發(fā)展狀況以及異常導航信號的研究現(xiàn)狀，明確了導航信號異常情況研究的意義；其次，本文介紹了GPS信號的結構以及信號的特性，以及C/A碼發(fā)生器原理和直接頻率合成技術原理，為后文的異常信號的實現(xiàn)打下理論基礎；接著，本文對導航信號異常模擬系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工作原理、系統(tǒng)設計等進行了詳細闡述，重點是對基帶單元的組成和基帶單

4、元的工作原理的說明；然后，本文說明了4類導航信號異常情況（包括偽碼波形異常、載波異常、I/Q支路正交性異常和帶內雜散異常）的產生機理和在Matlab、Quartus SignalTap II中進行的時域、頻域仿真與分析；最后，給出各類信號異常情況的工程實現(xiàn)方法，對各類導航異常信號硬件實現(xiàn)后的頻域頻譜圖和時域波形圖進行展示和說明，并與第4章的各類異常情況的Matlab仿真圖進行對比和分析，并得出結論。
　　本文中課題研制任務來源于國

5、家“863”主題項目中的課題1“多模導航服務質量監(jiān)測總體與模擬測試系統(tǒng)研發(fā)及示范”：目的是為了搭建多模導航異常信號模擬環(huán)境，為多模導航信號服務質量監(jiān)測提供必要的測試條件。本課題的主要工作是在已有的正常導航信號模擬的基礎上進行異常信號模擬。首先，結合FPGA的工作特點和Verilog語言的編程特色在Matlab上進行算法研究和仿真；然后，運用Verilog語言編程在Quartus II軟件平臺實現(xiàn)異常信號模擬算法并進行功能仿真；接著，將程