● 摘要
GNSS(全球导航卫星系统)涵盖现有的能够实现全球定位的导航系统，其成员正在不断增加。GNSS信号模拟器能够为GNSS信号接收机提供一种能够再现的、可控的信号源环境。使得GNSS接收机的研制在卫星发射之前就可以展开。本文所讨论的GNSS信号模拟器能够根据用户输入，产生给定场景下到达GNSS信号接收机天线端的射频信号。该信号模拟器由基带数据产生模块、中频信号产生模块和射频信号产生模块三部分组成。信号模拟器产生的基带数据和中频信号可以根据需要单独输出。 本文阐述了GNSS信号模拟器中频信号产生方案设计与实现。该方案设计如下：在一块PCI-E板卡（以下称中频板卡）上同时产生两种体制的模拟中频信号；基带数据模块通过PCI-E总线向中频板卡发送卫星观测数据；中频板卡利用DSP计算信号状态，以控制字的形式写入存储器；中频板卡在FPGA中实现数字波形合成，控制数字波形的参数从存储器中读出；中频板卡使用专用芯片对数字信号进行内插、滤波、上变频和数模转换；中频板卡输出I、Q两路模拟中频信号。 在方案实现过程中解决了以下问题：上位机与中频板卡之间的高速数据传输；上位机无法即时响应中断与中频板卡需要频繁更新信号状态参数的矛盾；导航电文以恒定速率输入而以可变速率输出的矛盾；信号动态的精确模拟；卫星信号初始相位的精确设定；可见卫星数目变化的情况下保持输出信号幅度恒定；降低FPGA内部存储器资源消耗以实现所要求数目的卫星信号通道。 使用商用导航信号接收机接收模拟器输出的射频信号，定位结果与模拟器设定的位置相符，偏差在信号接收机的定位误差范围之内，证明了信号模拟器输出信号的准确性，同时也证明了信号模拟器中频信号产生方案的有效性和可行性。