● 摘要
随着北斗系统的广泛应用，在北斗接收机的研制、实验室性能测试及其与惯导系统深组合技术研究过程中，高精度北斗数字中频信号模拟器和系统开放的软件接收机是保障研究顺利开展和提高效率的前提。本文以载体在不同动态情况下接收的北斗B1频点信号为研究对象，对北斗数字中频信号模拟及软件接收机的仿真实现技术展开研究，具有重要的理论意义和工程使用价值。主要研究内容如下：
第一部分，设计并实现了基于MFC的北斗B1频点中频信号模拟器。在建立北斗B1频点中频信号模型的基础上，对载体轨迹发生器、卫星信号可见性判断及卫星状态参数计算、测距码和导航电文生成、信号合成等模块的算法原理及具体实现展开研究，完成了载体处于不同动态情况下的中频信号模拟。
第二部分，设计并实现了基于MFC的北斗B1信号软件接收机。为了满足快速性和高精度的要求，采用并行码相位方法进行信号捕获。对于弱信号，采用差分相干的方法进行捕获。载波跟踪采用基于阈值的二阶锁频环(FLL)辅助三阶锁相环(PLL)，码跟踪采用同步信号块调整(BASS)法，并利用载波环辅助码跟踪。通过电文解调和导航计算实现了导航参数输出。利用信号模拟器生成的中频信号进行闭环试验的结果表明，软件接收机能够完成信号的捕获、跟踪、电文解调及导航解算任务，验证了二者正确性。
第三部分，为了提高在未知复杂机动情况下接收机的导航解算精度，采用非线性预测滤波(NPF)方法实现了对未知机动加速度的在线估计，并与扩展卡尔曼滤波(EKF)相结合实现了导航参数的准确估计。仿真试验表明，与基于匀速模型和Singer模型的经典EKF解算方法相比，基于NPF导航解算方法提高了导航结果的精度，特别是对速度解算的精度提高明显，验证了算法的有效性。