● 摘要
GNSS 卫星信号模拟器能够根据用户所设置的GNSS 系统、信号形式、载体动态和环境参数,精确模拟出载体收到的卫星信号,这为GNSS 系统级仿真试验和接收机的测试提供一种高效的工具。本文研究的多功能信号模拟器旨在兼容不同系统信号体制、具备多通道多级输出测试能力。该GNSS 信号模拟器包括基带数据产生模块、中频信号产生电路和射频上变频电路三大功能模块,本文主要对中频电路部分进行研究。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电特性,然后给出了相应的数学模型。紧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,本文详细分析了模拟器在GPS、CNSS、GALILEO 系统下信号通道的结构。并且给出了信号通道中导航电文FIFO、伪码发生器、载波生成器、干扰产生器的设计和实现方法。接着本文给出了模拟器中频电路的总体设计,然后给出FPGA中的时基系统、FPGA、DSP接口、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与上位机、射频的接口,控制字的计算及DSP的引导启动部分的设计与实现方法。最后,本文给出了模拟器信号误差精度和信号质量的测试方法和结果,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GPS、CNSS、GALILEO接收机对接的捕获、跟踪、定位结果,这进一步验证了中频信号的有效性。
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