GNSS多頻段衛(wèi)星信號模擬器關鍵技術研究及其實現.pdf

1、隨著全球導航衛(wèi)星系統的建立與發(fā)展,衛(wèi)星導航在現代社會的諸多領域已經發(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雜環(huán)境,實時生成高精度、高穩(wěn)定性、可復現的GNSS衛(wèi)星信號,為GPS/GLONASS多模導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為中心展開。首先從GPS/GLONASS兩個導航系統的基本理論出發(fā),在分析其信號體制的基礎上,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鍵技術。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方法;本文還提出了一種慣導觀測數據的仿真方法,與衛(wèi)星信號模擬算法進行數據融合,以實現GNSS/INS組合導航的信號模擬。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計。
　　最后在雙DSP+FPGA的硬件平臺上實現了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)系統進行測試。測試結果如下:(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果與模擬器設定的軌跡一致;(3)慣