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题目:便携式高动态GPS信号实时模拟器的研究与实现

关键词:GPS;卫星导航;实时;误差仿真;DSP

  摘要

现阶段,GPS(全球卫星定位系统)已经广泛应用于各个领域。在GPS的应用环境中,GPS接收机的定位性能是一项重要的指标。为了测试接收机的性能,尤其是在高动态环境下的性能,应使用GPS信号模拟器来提供一个仿真的测试环境。GPS信号模拟器可以采用硬件实现方案或者软件实现方案。相对于软件的GPS信号模拟器,硬件实现的GPS信号模拟器具有实用性高,携带方便,实时性强等优点。在论文中,详细的给出了便携式高动态GPS信号模拟器的工作原理,数学模型和每一颗星的模拟方案。文中建立了具体的实现方案,对各个模块,尤其是模拟器工作的关键——伪距实时计算模块进行了介绍。整体采用DSP为主运算处理器,FPGA辅助处理,之后送入D/A模块和射频模块的设计方案,模拟器接天线发射出模拟的GPS信号,由接收机进行定位。整体的编程工作已经测试通过,针对已经调试通过的硬件电路,本文给出具体的硬件设计,详细的介绍了DSP的计算和处理过程,还介绍了FPGA内NCO的工作原理和设计方法。在项目进行过程中,整体硬件方案经历了多次修改,最新的版本已经可以稳定的生成射频模拟信号。作为模拟器功能的一部分,可以自由的设定接收机的时间、位置、速度等各种参数,生成的模拟信号经软件接收机和商用的接收机验证正确。