GPS數(shù)字中頻信號(hào)仿真.pdf

1、GPS信號(hào)源可以為接收機(jī)的開(kāi)發(fā)與測(cè)試提供仿真環(huán)境，從而檢驗(yàn)接收機(jī)是否達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于衛(wèi)星發(fā)射時(shí)使用高頻率載波，這些高頻率不容易過(guò)濾和解調(diào)。于是，接收機(jī)在處理接收數(shù)據(jù)前都是先對(duì)接收到的射頻信號(hào)（RFsignal）經(jīng)天線前端下變頻轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)(IFsignal)，由A/D采樣并量化成數(shù)字中頻信號(hào)后，接下來(lái)再進(jìn)行信號(hào)處理。所以，GPS接收機(jī)的所有研究都是從數(shù)字中頻信號(hào)這一基礎(chǔ)開(kāi)始的，只有提供合適的中頻數(shù)字信號(hào)才能被GPS接收機(jī)接收

2、處理。因此，GPS數(shù)字中頻信號(hào)的模擬對(duì)GPS軟件接收機(jī)的研制開(kāi)發(fā)有著重要意義。
　　 本文中以GPS中頻信號(hào)的生成仿真為研究目標(biāo)。在整個(gè)研究過(guò)程中，主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　 首先深入理解GPS信號(hào)體制和擴(kuò)頻通信的有關(guān)知識(shí)，詳細(xì)介紹了偽隨機(jī)碼和導(dǎo)航電文的結(jié)構(gòu)內(nèi)容。GPS信號(hào)有兩種偽隨機(jī)碼——粗捕獲碼(C/A碼)和精捕獲碼（P碼）。由于，P碼專供接收機(jī)作為軍用偽碼，一般用戶不能使用。本文研究?jī)?nèi)容是以L1載波上C/A碼作為對(duì)

3、象，仿真實(shí)現(xiàn)GPS數(shù)字中頻信號(hào)。
　　 為了實(shí)現(xiàn)后續(xù)信號(hào)的仿真，詳細(xì)論述了GPS信號(hào)從發(fā)射到接收轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)的數(shù)學(xué)模型，給出了信號(hào)傳播過(guò)程中的誤差源——電離層延遲、對(duì)流層延遲、噪聲以及多徑效應(yīng)的模擬模型，通過(guò)迭代算法求出信號(hào)發(fā)射時(shí)刻，同時(shí)對(duì)衛(wèi)星和接收機(jī)之間的多普勒頻移進(jìn)行研究，這些為信號(hào)的仿真提供了理論和算法基礎(chǔ)。
　　 本文通過(guò)MATLAB編程實(shí)現(xiàn)了GPS衛(wèi)星C/A碼，導(dǎo)航電文以及數(shù)字中頻信號(hào)的生成。同時(shí)，搭建了GP

4、S數(shù)字中頻信號(hào)的Simulink模型，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字中頻信號(hào)生成的系統(tǒng)級(jí)仿真，并給出了仿真結(jié)果。通過(guò)軟件仿真的中頻信號(hào)為接收機(jī)許多算法的研究，比如衛(wèi)星信號(hào)的捕獲、跟蹤算法等提供了基礎(chǔ);而且參數(shù)可控的GPS中頻信號(hào)發(fā)生器具有良好的靈活性，通過(guò)設(shè)置不同的參數(shù)就可以提供不同的仿真環(huán)境，方便且易操作。本文研究的成果也可以為衛(wèi)星模擬器的研究提供借鑒。
　　 最后在MATLAB/Simulink仿真基礎(chǔ)上，利用DSPBuilder工具對(duì)GPS信