● 摘要
近年来，我国卫星导航技术快速发展，由我国自主建设的北斗卫星导航系统逐渐完善并开始投入使用，截至目前，已经覆盖了亚太大部分地区。北斗导航模拟器作为接收机研发和测试过程中需要使用的一种重要工具，是北斗导航系统建设、研制和测试的过程中的一个重要的基础。随着北斗导航产品逐渐投入使用，北斗导航模拟器作为导航产品质量检测、研发和测试的必备工具，其需求也日渐强烈。基于这个原因，本文针对北斗导航模拟器中的信号产生模型进行研究，为北斗导航模拟器研制做前期的准备工作。
本文首先从系统组成和体系设计的角度对北斗导航系统进行简述，并对导航模拟器的基本原理和功能进行背景研究，在此基础上给出了北斗导航模拟器研制中的关键技术。其次，针对北斗D1和D2导航电文的结构、内容和生成方法进行详细地研究，为北斗导航模拟器实现导航电文的编排和播发提供理论基础。同时，在对北斗导航信号的结构和生成方法进行研究的基础上，基于Simulink软件平台，给出了北斗B1I中频信号的一种生成方式，实现了北斗B1I信号的测距码和QPSK调制信号产生的仿真。
由于北斗导航信号在产生和传播的过程中会受到多种环境误差的影响，而误差对定位的影响是不能够忽略的。因此，本文从卫星钟差、相对论效应误差、背景电离层延迟误差、对流层延迟误差四个主要误差来源，进行数学建模，并仿真实现了误差模型。误差模型的建立为北斗导航模拟器中误差的模拟提供了参考。与此同时，本文深入研究了电离层闪烁效应对于北斗导航信号的影响。通过相位屏模型和不规则体的统计特性，本文建立电离层相位闪烁模型和幅度闪烁模型，并由此得到闪烁引起的时域随机相位变化和时域随机相对幅度变化。根据时域相位闪烁和相对幅度闪烁仿真结果，结合信号测距码，分析了电离层闪烁强度对导航信号捕获概率的影响，由仿真结果可知，强闪烁会引起信号的捕获概率出现较为明显的下降。