● 摘要
GNSS（Global Navigation Satellite System）卫星信号模拟器能够根据运动载体的状况，精确模拟产生出载体收到的卫星信号。GNSS信号模拟器可以对GNSS接收机的捕获、跟踪和测量精度进行测量鉴定。GNSS信号模拟器为GNSS系统级仿真试验和接收机的测试提供一种高效的工具。本文研究的多功能高性能信号模拟器旨在兼容不同系统、不同信号体制、具备多通道多级输出测试能力，同时可以模拟高动态信号，可以产生干扰和多径信号。该GNSS信号模拟器包括上位机基带数据产生模块、中频信号产生模块和射频信号产生模块三大功能模块，本文主要对中频信号产生模块进行研究与设计。 首先，本文分析了GNSS系统不同调制方式下卫星信号的结构和主要的信号特性，然后介绍了相应的数学模型。接着给出了模拟器信号生成的总体方案，以及一种PCI-E板卡结构的多通道模拟器的结构方案，介绍了软件和硬件的功能及构成。然后，本文重点介绍了模拟器BOC、CBOC、TMBOC信号的通道结构。并且给出了GNSS信号合成中副载波产生器、伪随机码发生器、载波产生模块、导航电文产生模块、干扰产生模块、多径产生模块的设计和实现方法。接着本文论述了硬件电路的总体设计，然后介绍了FPGA中的时基系统、多系统信号同时产生、频率分辨率提高、初始相位设置等部分的具体设计与实现的方法。再详细给出了DSP与FPGA、上位机的接口，以及控制字的计算设计与实现方法。最后，本文给出了模拟器信号动态特性指标和信号质量指标的测试方法和结果，整个测试结果表明模拟器中频信号质量基本达到了指标的要求。接着给出了模拟器与相应接收机对接的捕获、跟踪、定位结果，进一步验证了中频信号的正确性。多径信号和干扰信号的测试验证了模拟信号的有效性。