GNSS多頻段衛(wèi)星信號模擬器關(guān)鍵技術(shù)研究及其實現(xiàn).pdf

1、隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的建立與發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航在現(xiàn)代社會的諸多領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了舉足輕重的作用。GNSS衛(wèi)星信號模擬器能夠模擬多種復(fù)雜環(huán)境,實時生成高精度、高穩(wěn)定性、可復(fù)現(xiàn)的GNSS衛(wèi)星信號,為GPS/GLONASS多模導(dǎo)航接收機的研制和性能檢驗提供了完善的測試平臺。
　　本文以 GNSS多頻段衛(wèi)星信號模擬器的研究與實現(xiàn)為中心展開。首先從GPS/GLONASS兩個導(dǎo)航系統(tǒng)的基本理論出發(fā),在分析其信號體制的基礎(chǔ)上,給出了模擬器衛(wèi)星信號仿真模

2、型。在衛(wèi)星信號模擬過程中,深入研究了所涉及的衛(wèi)星軌道遞推、誤差模型仿真、高精度信號延遲和時間空間同步等多項關(guān)鍵技術(shù)。其中,針對高動態(tài)環(huán)境對信號模擬精度的要求,創(chuàng)新性地提出了偽距及其變化率的實時計算和三階頻率合成的實現(xiàn)方法;本文還提出了一種慣導(dǎo)觀測數(shù)據(jù)的仿真方法,與衛(wèi)星信號模擬算法進行數(shù)據(jù)融合,以實現(xiàn)GNSS/INS組合導(dǎo)航的信號模擬。其次,詳述了基于DSP+FPGA的信號模擬器的總體設(shè)計方案及其主要模塊的功能,并重點對載體軌跡生成、信號

3、初始相位計算、頻率修正和電文發(fā)送時序等核心模塊進行了設(shè)計。
　　最后在雙DSP+FPGA的硬件平臺上實現(xiàn)了GNSS多頻段衛(wèi)星信號模擬器,并使用接收機與模擬器組成閉環(huán)系統(tǒng)進行測試。測試結(jié)果如下:(1)靜態(tài)場景下,使用GPS L1/L5雙頻、GLONASS L1/L2雙頻和GPS/GLONASS雙模定位時,定位精度分為達到約±8m、±15m和±10m;(2)動態(tài)場景下,勻加速直線運動和圓周運動的定位結(jié)果與模擬器設(shè)定的軌跡一致;(3)慣