衛(wèi)星導(dǎo)航信號模擬算法研究與實現(xiàn).pdf

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

2、>　　首先，介紹衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器的組成及工作原理，宏觀上說明了本文設(shè)計實現(xiàn)的衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器的整體架構(gòu);深入研究了衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器的數(shù)學(xué)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(chǔ)，按現(xiàn)有技術(shù)水平給出了衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器的仿真控制單元設(shè)計方案，并依據(jù)功能不同劃分為九個模塊，包括人機(jī)交互界面、參數(shù)設(shè)

3、置方式、衛(wèi)星數(shù)據(jù)仿真、傳播環(huán)境模擬、導(dǎo)航電文參數(shù)計算及生成、通信控制和數(shù)據(jù)存儲;詳細(xì)說明了各模塊的軟件實現(xiàn)流程及主要函數(shù)功能;重點(diǎn)剖析了導(dǎo)航電文幀結(jié)構(gòu)，詳細(xì)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(shè)置及計算方法，完成整個導(dǎo)航模擬器的軟件設(shè)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(shè)計方案，包括載波NCO設(shè)計、偽碼NCO設(shè)計、C/A碼生成、成型濾波、內(nèi)插濾波和載波信號BPSK調(diào)制六個模塊;并以數(shù)

4、字中頻信號為仿真目標(biāo)，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(xì)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(jìn)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(dǎo)入到軟件接收機(jī)中進(jìn)行定位測試驗證。通過對基帶信號分析、靜態(tài)定位測試、