GNSS卫星模拟信号产生技术的研究与实现

发布时间：2019-09-12 11:05

【摘要】：近年来,卫星通信技术快速发展,世界主要大国相继研发出本国的卫星导航系统,与之相关的卫星信号接收机和模拟器也受到更多研究者的关注。在接收机研制、测试、生产、保养及维修阶段,均需要借助卫星信号模拟设备产生所需场景的卫星模拟信号,以检验接收机捕获、跟踪能力及其他性能。在接收机解算定位之后,定位结果的正确性与精确度同样需要一个有效的设备来进行测试和验证。因此,卫星模拟信号源是接收机研发的基础设备,应用价值和市场前景巨大。本文的卫星模拟信号产生技术研究旨在研发性能良好、价格低廉、便于携带的模拟测试系统。围绕GNSS卫星模拟信号产生技术,本文研究了GNSS系统组成、信号特点和定位测速原理,并以北斗B1频点为例详细介绍了卫星信号中导航电文、测距码和载波三层结构内容。在上述技术背景的基础上,论文系统地设计了整个卫星模拟信号产生系统的架构,包括四个部分,即数据仿真分系统、中频信号产生分系统、射频信号产生分系统和控制及测试评估分系统,并对系统中所用到的数据对齐、载波\码NCO、多模复用、三选二输出和时间同步等关键技术进行了详细的介绍。按照设计方案,整个系统的实现分为软件和硬件两个方面,采用上层软件+DSP+FPGA的架构,采用合适的芯片,完成了GNSS卫星模拟信号产生系统的工程实现。最后,本文从源数据仿真文件、信号频谱及质量、系统性能等多方面对整个系统进行了必要的测试,并对测试结果进行分析。
【图文】：

框图,地面,框图,注入站

地面端结构框图

信号误差,对流层

r>rt <p=^-?‘一…图2_2 GNSS信号误差分布2.2.1对流层时延对流层位于距离地面40千米的大气层底部，层内的气体运动十分频繁，存在云、雨、雷电、气体瑞流等各种气象现象。由于对流层中的氧气、氮气、水蒸气等对卫星信号的影响，对流层成为整个大气层中对卫星信号影响最突出的气层，其影响主要体现^^电波衰减、极化方式改变、卫星信号时延等方面[19】。例如，对GPS信号来说， ‘从天顶方向以最短距离穿过对流层存在约为2.4米的时延值，且时延值随天顶距增加而增大，75°天顶距对应的时延值达到9.3米左右[29]。对于模拟对流层引起的卫星信号时延误差，，令模拟测试系统获得实时的气象资料是昂贵和不切实际的，一种简单可行的方法是参考使用对流层延时模型。通常用Hopfield模型、Saastamoinen模型等来建立对流层误差模型。2.2.2电离层时延电离层距离地面70?1000千米
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4

【参考文献】