高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器的研究與軟件設(shè)計(jì).pdf

1、高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器是高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)研制與測(cè)試不可或缺的測(cè)量設(shè)備,它根據(jù)載體的動(dòng)態(tài)環(huán)境,精確產(chǎn)生其上安裝的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號(hào),可用于接收機(jī)的功能測(cè)試、測(cè)量精度鑒定,在軍事和民用方面具有重大的使用價(jià)值。
　　本文充分整合已有的研究成果,將研究模型和系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)相結(jié)合,對(duì) GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器的基本原理、時(shí)間/坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、偽距測(cè)量誤差仿真模型等各個(gè)方面進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,主要完成了高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器

2、的系統(tǒng)需求分析,上位機(jī)軟件系統(tǒng),以及GPS信號(hào)模擬的關(guān)鍵技術(shù)在DSP設(shè)計(jì)中的具體實(shí)現(xiàn)等大量工作。
　　首先,介紹了高動(dòng)態(tài) GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器的工作原理,并在此基礎(chǔ)上介紹了模擬器的系統(tǒng)組成。高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器采用了FPGA+DSP的總體設(shè)計(jì)方案,主要由上位機(jī)模擬軟件、中頻信號(hào)產(chǎn)生器、D/A模塊和射頻前端電路四個(gè)模塊組成。詳細(xì)剖析了DSP模塊的信號(hào)處理過(guò)程,并概括性地介紹了DSP和FPGA接口的通信設(shè)計(jì)。
　　其次,重

3、點(diǎn)介紹了在DSP平臺(tái)所完成的信號(hào)處理過(guò)程中涉及到的偽距測(cè)量誤差引起的各種因素。針對(duì)引起測(cè)量誤差的原因建立了星鐘誤差、星歷誤差、電離層折射誤差、對(duì)流層折射誤差以及多徑效應(yīng)誤差等仿真模型。為了盡可能地減小誤差影響,對(duì)其中一些關(guān)鍵的誤差模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,從而使模擬器輸出的信號(hào)更接近于真實(shí)信號(hào)。
　　最后,基于現(xiàn)代軟件工程思想對(duì)高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器上位機(jī)軟件的框架進(jìn)行了設(shè)計(jì),詳細(xì)分析了高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器機(jī)軟件系統(tǒng)的組成以及各

4、模塊的主要功能。根據(jù)客戶的要求,在VC++6.0環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)。通過(guò)多次不同環(huán)境下的測(cè)試,給出了高動(dòng)態(tài) GPS信號(hào)模擬器上位機(jī)軟件工作的實(shí)際效果,以及接收機(jī)的測(cè)試結(jié)果。
　　通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施,在軟件、硬件各個(gè)部分分工合作下,最終研制出完整的高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器原理樣機(jī)。可以根據(jù)用戶的需求,很方便地設(shè)計(jì)輸出客戶需要的模擬信號(hào)。通過(guò)接收機(jī)的測(cè)試,模擬器軟、硬件工作正常,與其他國(guó)外信號(hào)模擬器的測(cè)試結(jié)