專利名稱：高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置。
技術(shù)背景衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在航天、航空、遙感、通信、測繪等領(lǐng)域己經(jīng)得到廣泛 應(yīng)用。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，對(duì)導(dǎo)航定位技術(shù)的精度和可靠性要求也逐步提高。 原來單一模式的衛(wèi)星導(dǎo)航接收技術(shù)，因?yàn)榭梢娦l(wèi)星有限，定位的可用性以及衛(wèi)星完整性監(jiān)測的性能難以提高；北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BD-2)和全球衛(wèi)星定 位系統(tǒng)(GPS)，因?yàn)椴捎肅DMA的復(fù)用方式，每個(gè)衛(wèi)星采用相同的載波頻率， 在具有強(qiáng)干擾信號(hào)情況下，便不能很好地工作；全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS) 系統(tǒng)則對(duì)抗干擾的能力較強(qiáng)，但因?yàn)閭未a速率等系統(tǒng)原因，定位精度要低于北 斗二代和GPS系統(tǒng)。多模式衛(wèi)星導(dǎo)航的接收技術(shù)，可以結(jié)合各種模式的衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，增加可見衛(wèi)星的數(shù)目，采用信息融合的處理技術(shù)，能有效提高 系統(tǒng)的定位精度、可用性和可靠性。高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在現(xiàn)代軍事、航天、航空等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，對(duì) 國家安全具有重要意義。國外的高性能戰(zhàn)機(jī)、遠(yuǎn)程攻擊導(dǎo)航等武器都采用了高 性能的高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)進(jìn)行制導(dǎo)；同時(shí)，高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是航天飛 機(jī)、航天飛船最理想的導(dǎo)航系統(tǒng)。目前我國在高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)方面處于起 步階段，并正在積極地開發(fā)自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。多模式、高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收技術(shù)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。而衛(wèi)星模擬器是 接收機(jī)研制的一項(xiàng)必不可少的工具，利用衛(wèi)星模擬器進(jìn)行接收機(jī)的研發(fā)和測試 工作，可以大大加快接收機(jī)的研制過程。在研制開發(fā)地面GNSS接收機(jī)的進(jìn)程 中，需要對(duì)接收機(jī)在各類環(huán)境下進(jìn)行進(jìn)行多方面的檢驗(yàn)和測試。而在現(xiàn)實(shí)的環(huán) 境中，很難獲得諸如高動(dòng)態(tài)、低信噪比等各類的測試檢驗(yàn)環(huán)境，這需要我們?nèi)?模擬這類環(huán)境，為接收機(jī)的開發(fā)、測試提供各類條件。GNSS多模式衛(wèi)星導(dǎo)航模 擬器可以在接收機(jī)特別是高動(dòng)態(tài)接收機(jī)的研制、開發(fā)、測試等階段提供仿真環(huán) 境，同時(shí)也能為接收機(jī)的研制提供系統(tǒng)級(jí)的仿真測試，為最終確定接收機(jī)方案 提供依據(jù)。由此可見，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器在軍事、民用、科研等領(lǐng)域都有著 廣泛而的應(yīng)用。目前，國內(nèi)該方面的研究還很少，國外已經(jīng)成熟的衛(wèi)星信號(hào)模 擬器價(jià)格非常昂貴，并且由于政治軍事等原因，在進(jìn)口方面受到很大的限制。 因而研制高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置，極具戰(zhàn)略意義。高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星信號(hào)源模擬器是在假定高動(dòng)態(tài)接收機(jī)按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌 跡移動(dòng)的情況下，模擬接收機(jī)接收到的信號(hào)，用來測試接收機(jī)的定位性能等。 在同一時(shí)刻，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)可以觀測到多顆衛(wèi)星，接收機(jī)通過接收衛(wèi)星星歷， 計(jì)算這些衛(wèi)星到觀測點(diǎn)的距離即偽距。進(jìn)而求解觀測點(diǎn)的位置坐標(biāo)。因此，接 收機(jī)收到信號(hào)的相應(yīng)狀態(tài)應(yīng)該與接收機(jī)的偽距測量結(jié)果相關(guān)。由接收機(jī)偽距測 量的過程可知，在相同的時(shí)刻接收機(jī)的偽距測量主要受導(dǎo)航衛(wèi)星的到達(dá)時(shí)刻決 定、對(duì)不同的地理位置、不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、不同的觀測衛(wèi)星，接收機(jī)接收到的 衛(wèi)星信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻不同。因此，模擬器的一大部分工作就是由不同的地理位 置和不同狀態(tài)推算出接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)延、衰減和多普勒頻移量， 并通過控制模塊控制信號(hào)發(fā)生器適時(shí)調(diào)整產(chǎn)生的信號(hào)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào) 源模擬方法及其裝置。高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置包括以下步驟1) 控制模塊讀取用戶對(duì)模擬器工作參數(shù)，工作參數(shù)包括:接收機(jī)類型參數(shù)、 接收機(jī)最大速度、加速度、加加速度參數(shù)、接收機(jī)工作環(huán)境參數(shù)、系統(tǒng)起始時(shí) 刻時(shí)間協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間參數(shù)；2) 衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)工作參數(shù)，計(jì)算接收機(jī)當(dāng)前時(shí)刻收到的全球衛(wèi)星 定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三種模式導(dǎo)航系統(tǒng)中可 見衛(wèi)星的狀態(tài)參數(shù)；3) 將衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)送入 導(dǎo)航接收機(jī)，得到偽距和定位信息；4) 將偽距和定位信息送入接收機(jī)性能分析模塊，與可見衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)值比 較，判斷接收機(jī)的捕獲、跟蹤和定位性能，并將結(jié)果輸出給用戶；所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)工作參數(shù)，計(jì)算接收機(jī)當(dāng)前時(shí)刻收到的全球 衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)三種模式導(dǎo)航系統(tǒng)中可 見衛(wèi)星的狀態(tài)參數(shù)包括以下步驟1) 初始化模塊，將從接收機(jī)獲得的衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)和廣播星歷數(shù)據(jù)導(dǎo)入存儲(chǔ) 器中；2) 從存儲(chǔ)器讀取衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)，根據(jù)歷書數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星粗略軌道位置；3) 計(jì)算接收機(jī)速度、加速度和加加速度參數(shù)計(jì)算接收機(jī)在三種導(dǎo)航模式坐 標(biāo)系統(tǒng)中的位置坐標(biāo)；4) 由衛(wèi)星位置坐標(biāo)和衛(wèi)星粗略軌道位置判斷衛(wèi)星仰角，選取仰角大于規(guī)定 值的衛(wèi)星進(jìn)行模擬；5) 根據(jù)用戶設(shè)定的起始世界協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間，由廣播星歷數(shù)據(jù)計(jì)算每顆可見衛(wèi) 星精密軌道位置，得到N個(gè)插值節(jié)點(diǎn)時(shí)刻衛(wèi)星精確位置；6) 利用內(nèi)文利插值方法流水計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每顆可見衛(wèi)星位置，如果精度不 夠，使用廣播星歷計(jì)算一個(gè)新插值點(diǎn)，直到衛(wèi)星軌道位置精度達(dá)到要求；7) 根據(jù)接收機(jī)位置和衛(wèi)星軌道位置，迭代計(jì)算每顆可見衛(wèi)星信號(hào)空間傳播 延時(shí)；8) 根據(jù)廣播星歷計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻電離層傳播誤差，使用霍普菲爾德模型計(jì)算 對(duì)流層傳播誤差；9) 由用戶設(shè)定的接收機(jī)環(huán)境，根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)三階模型計(jì)算衛(wèi)星多徑誤差；10) 根據(jù)廣播星歷，計(jì)算星鐘誤差；11) 由衛(wèi)星信號(hào)空間傳播延時(shí)、電離層傳播誤差、對(duì)流層傳播誤差、衛(wèi)星 多徑誤差和星鐘誤差，推算衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射時(shí)刻的狀態(tài)參數(shù)，包括每顆可見衛(wèi)星 的碼數(shù)控振蕩器相位值、碼相位、20ms歷元計(jì)數(shù)器、電文比特位置、載波頻率、 信噪比、信號(hào)功率電平。所述的將衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)衛(wèi)星信號(hào) 送入導(dǎo)航接收機(jī)，得到偽距和定位信息包括以下步驟-1) 將載入的衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)解析到相應(yīng)的寄存器，根據(jù)三模式可見衛(wèi)星序列 號(hào)，選擇各自的碼產(chǎn)生器，在碼數(shù)控振蕩器產(chǎn)生的碼鐘推動(dòng)下產(chǎn)生偽隨機(jī)碼；2) 偽隨機(jī)序列與衛(wèi)星電文比特調(diào)制后，送入上變頻器，產(chǎn)生I、 Q兩路矢 量中頻信號(hào)；3) 調(diào)整矢量中頻衛(wèi)星信號(hào)的功率，與固定功率的帶限高斯白噪聲相加，送 入射頻模塊中進(jìn)行矢量調(diào)制，經(jīng)衰減器調(diào)節(jié)合成信號(hào)發(fā)射功率后輸出。所述的接收機(jī)性能分析模塊包含以下步驟-1) 將衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊產(chǎn)生的接收機(jī)位置、衛(wèi)星信號(hào)與接收機(jī)的偽距等信 息存入寄存器中。2) 讀取接收機(jī)的解算和接收機(jī)計(jì)算偽距值，并與模擬器本地保存的數(shù)據(jù)比 較，分析接收機(jī)的捕獲、跟蹤和定位性能。高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置中的用戶接口模塊107與 控制模塊IOI、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102、衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103、輸出裝置104、 高動(dòng)態(tài)多模式接收機(jī)105、接收機(jī)性能分析模塊106相接，控制模塊101與衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103、接收機(jī)性能分析模塊106相接，接收機(jī)性能分析模塊106與 衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102相接。所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為高動(dòng)態(tài)接收機(jī)位置 計(jì)算模塊201與可見衛(wèi)星計(jì)算模塊202、衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊203、衛(wèi)星傳播延時(shí) 計(jì)算模塊204相接，衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)計(jì)算模塊205與衛(wèi)星傳播延時(shí)計(jì)算模塊204、 衛(wèi)星傳播誤差計(jì)算模塊206相接。所述的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為碼數(shù)控振蕩器302 與碼產(chǎn)生器301、電文調(diào)制模塊304上變頻器305、信噪比控制模塊307、功率 控制模塊309相接，電文產(chǎn)生模塊與303與電文調(diào)制模塊304相接，噪聲產(chǎn)生 模塊306與信噪比控制模塊307相接，多徑衰落模塊308與功率控制模塊309 相接。所述的控制模塊101的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為控制時(shí)鐘模塊401與用戶設(shè) 定參數(shù)整合模塊402、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算控制模塊403、信號(hào)發(fā)生器控制模塊404、 接收機(jī)性能輸出模塊405相接，用戶設(shè)定參數(shù)整合模塊402與控制衛(wèi)星參數(shù)計(jì) 算模塊403、控制信號(hào)發(fā)生器模塊404相接。本發(fā)明具有的有益效果包括同時(shí)產(chǎn)生三種模式衛(wèi)星信號(hào)，不僅可以為單 一的GNSS接收機(jī)提供測試手段，同時(shí)可以測試雙模、三模聯(lián)合接收機(jī)的定位 性能；使用Neville插值方法，大大節(jié)省了計(jì)算資源，提高了插值精度。三種模 式的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生使用了參數(shù)化設(shè)計(jì)，提高模塊復(fù)用能力，可以針對(duì)不同的衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)的制式進(jìn)行便捷的轉(zhuǎn)化，適用于大部分的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，節(jié)省了系 統(tǒng)資源。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明


圖1是本發(fā)明所述的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬器的電路方框圖； 圖2是本發(fā)明所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊的電路方框圖； 圖3是本發(fā)明所述的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊的電路方框圖； 圖4是本發(fā)明所述的控制模塊的電路方框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬器的裝置，在控制模塊的作用下， 每個(gè)控制時(shí)鐘的上升沿時(shí)刻，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星參數(shù)狀態(tài)，載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn) 生模塊中，并定時(shí)接收導(dǎo)航接收機(jī)定位數(shù)據(jù)處理。在實(shí)施例中，控制時(shí)鐘采用 lms，接收導(dǎo)航接收機(jī)定位數(shù)據(jù)間隔為20ms?？紤]到實(shí)際系統(tǒng)的規(guī)模，模擬器模擬的最多衛(wèi)星個(gè)數(shù)為20。如果當(dāng)前可視衛(wèi)星超過20，則選擇仰角較大的衛(wèi)星 進(jìn)行模擬。高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬裝置包括以下步驟1) 控制模塊讀取用戶對(duì)模擬器工作參數(shù)，工作參數(shù)包括:接收機(jī)類型參數(shù)、 接收機(jī)最大速度、加速度、加加速度參數(shù)、接收機(jī)工作環(huán)境參數(shù)、系統(tǒng)起始時(shí) 刻時(shí)間協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間參數(shù)；首先，用戶可以在用戶接口模塊107中設(shè)定所需要仿真的各種參數(shù)，這些 參數(shù)包括接收機(jī)類型參數(shù)、接收機(jī)最大速度、加速度、加加速度參數(shù)、接收 機(jī)環(huán)境參數(shù)、系統(tǒng)起始時(shí)刻世界協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間參數(shù)。模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)選擇中用 戶可以選擇模擬所有三種制式，也可以只模擬其中的任意一種。接收機(jī)類型設(shè) 定中用戶可以選擇接收機(jī)所處載體類型，實(shí)施例中有飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船運(yùn)動(dòng)模 型。接收機(jī)最大速度、加速度、加加速度設(shè)定中用戶可以設(shè)定該載體的最大速 度、加速度和加加速度值。接收機(jī)環(huán)境設(shè)定中用戶可以設(shè)定接收機(jī)所處的工作 環(huán)境，實(shí)施例中有城市、丘陵地帶和空曠郊外三種環(huán)境。系統(tǒng)起始時(shí)刻UTC時(shí) 間決定了模擬器起始工作時(shí)刻各顆衛(wèi)星的系統(tǒng)發(fā)射時(shí)間。2) 衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)工作參數(shù)，計(jì)算接收機(jī)當(dāng)前時(shí)刻收到的全球衛(wèi)星 定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)三種模式導(dǎo)航系統(tǒng)中可見衛(wèi) 星的狀態(tài)參數(shù)；3) 將衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)送入 導(dǎo)航接收機(jī)，得到偽距和定位信息；4) 將偽距和定位信息送入接收機(jī)性能分析模塊，與可見衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)值比 較，判斷接收機(jī)的捕獲、跟蹤和定位性能，并將結(jié)果輸出給用戶；控制模塊101讀取用戶接口模塊107中的模擬器系統(tǒng)設(shè)定信息，在控制時(shí) 鐘的作用下，按照預(yù)定的時(shí)序向衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102發(fā)出控制信號(hào)，在下一 個(gè)控制時(shí)鐘到來時(shí)刻，將衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102計(jì)算的所以可視衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài) 參數(shù)分別送入衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103和接收機(jī)性能分析模塊106，這些信號(hào)狀態(tài) 參數(shù)包括系統(tǒng)模式(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLONASS、 北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BD-2)、衛(wèi)星序列號(hào)、碼數(shù)控振蕩器相位值、碼相位、 20m歷元計(jì)數(shù)、電文比特位置、載波頻率、信噪比、信號(hào)功率電平。衛(wèi)星信號(hào) 產(chǎn)生器103在控制時(shí)鐘下載入信號(hào)狀態(tài)參數(shù)，輸出的20路衛(wèi)星信號(hào)在輸出裝置 104中進(jìn)行功率合成，送給接收機(jī)105進(jìn)行解算。實(shí)施例中，由于接收機(jī)處于高 動(dòng)態(tài)環(huán)境下，接收機(jī)位置和接收到的載波變化率很大，因此控制時(shí)鐘為lms，在每一個(gè)控制時(shí)鐘下完成一次信號(hào)狀態(tài)計(jì)算以及狀態(tài)參數(shù)值向衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生器103的載入。高動(dòng)態(tài)接收機(jī)105計(jì)算所得的衛(wèi)星偽距和解算位置送入接收性能分析模塊 106，與控制時(shí)鐘保存的接收機(jī)位置和衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)比較，分析接收機(jī)的捕獲和 跟蹤能力、首次定位時(shí)間、測量精度。所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)工作參數(shù)，計(jì)算接收機(jī)當(dāng)前時(shí)刻收到的全球 衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)三種模式導(dǎo)航系統(tǒng)中可 見衛(wèi)星的狀態(tài)參數(shù)包括以下步驟1) 初始化模塊，將從接收機(jī)獲得的衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)和廣播星歷數(shù)據(jù)導(dǎo)入存儲(chǔ) 器中；2) 從存儲(chǔ)器讀取衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)，根據(jù)歷書數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星粗略軌道位置；3) 計(jì)算接收機(jī)速度、加速度和加加速度參數(shù)計(jì)算接收機(jī)在三種導(dǎo)航模式坐 標(biāo)系統(tǒng)中的位置坐標(biāo)；4) 由衛(wèi)星位置坐標(biāo)和衛(wèi)星粗略軌道位置判斷衛(wèi)星仰角，選取仰角大于規(guī)定 值的衛(wèi)星進(jìn)行模擬；5) 根據(jù)用戶設(shè)定的起始世界協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間，由廣播星歷數(shù)據(jù)計(jì)算每顆可見衛(wèi) 星精密軌道位置，得到N個(gè)插值節(jié)點(diǎn)時(shí)刻衛(wèi)星精確位置；6) 利用內(nèi)文利插值方法流水計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每顆可見衛(wèi)星位置，如果精度不 夠，使用廣播星歷計(jì)算一個(gè)新插值點(diǎn)，直到衛(wèi)星軌道位置精度達(dá)到要求；7) 根據(jù)接收機(jī)位置和衛(wèi)星軌道位置，迭代計(jì)算每顆可見衛(wèi)星信號(hào)空間傳播 延時(shí)；8) 根據(jù)廣播星歷計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻電離層傳播誤差，使用霍普菲爾德模型計(jì)算 對(duì)流層傳播誤差；9) 由用戶設(shè)定的接收機(jī)環(huán)境，根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)三階模型計(jì)算衛(wèi)星多徑誤差；10) 根據(jù)廣播星歷，計(jì)算星鐘誤差；11) 由衛(wèi)星信號(hào)空間傳播延時(shí)、電離層傳播誤差、對(duì)流層傳播誤差、衛(wèi)星 多徑誤差、星鐘誤差，推算衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射時(shí)刻的狀態(tài)參數(shù)，包括每顆可見衛(wèi)星 的碼數(shù)控振蕩器相位值、碼相位、20ms歷元計(jì)數(shù)器、電文比特位置、載波頻率、 信噪比、信號(hào)功率電平。衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算是根據(jù)接收機(jī)運(yùn)動(dòng)特性和接收機(jī)所處的環(huán)境，計(jì)算當(dāng)前接收 機(jī)所收到的各顆GPS,GLONASS和北斗二代衛(wèi)星信號(hào)的序列號(hào)、碼數(shù)控振蕩器 相位值、碼相位、20m歷元計(jì)數(shù)、電文比特位置、載波頻率、信噪比、信號(hào)功率電平。碼數(shù)控振蕩器相位值、碼相位、20m歷元計(jì)數(shù)、電文比特組合代表了 當(dāng)前接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射時(shí)間，是衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星定位中的關(guān)鍵信息。 載波頻率的變化是由當(dāng)前接收機(jī)相對(duì)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒頻偏造成的，而信 噪比和信號(hào)功率電平則是由接收機(jī)所處的環(huán)境決定的。衛(wèi)星信號(hào)源模擬方法與裝置只是仿真任意時(shí)刻接收機(jī)前端的接收信號(hào)，不 必要求任意時(shí)刻給定的每顆衛(wèi)星的位置與其真實(shí)位置相同，只要保持各軌道面、 軌道面各星在空間的相對(duì)位置符合星座設(shè)計(jì)要求，且計(jì)算發(fā)射時(shí)刻信號(hào)狀態(tài)所 用星歷參數(shù)與電文調(diào)制的參數(shù)相同即可，利用接收機(jī)連續(xù)工作24小時(shí)，完整 地搜集三種系統(tǒng)星座內(nèi)各顆健康衛(wèi)星的導(dǎo)航電文，對(duì)電文解調(diào)，可以得到各星 的廣播星歷參數(shù)和歷書數(shù)據(jù)。在模擬器設(shè)計(jì)中，預(yù)先將獲得的各星的廣播星歷參數(shù)和歷書數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ) 器中，供后續(xù)模塊使用。根據(jù)控制模塊101載入的接收機(jī)運(yùn)動(dòng)特性和接收機(jī)最大速度、加速度和加 加速度，接收機(jī)位置計(jì)算模塊201首先計(jì)算接收機(jī)在大地坐標(biāo)系的位置，由于 三種導(dǎo)航模式使用不同的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS使用WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)，GLONASS 使用PZ-90坐標(biāo)系統(tǒng)，而BD-2則使用CGS2000坐標(biāo)系統(tǒng)，因此需要將接收機(jī) 的位置分別轉(zhuǎn)換到三種坐標(biāo)系統(tǒng)中。位置坐標(biāo)送入可見衛(wèi)星判斷模塊202后，根據(jù)衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)，計(jì)算目前在 軌的衛(wèi)星粗略軌道位置，判斷衛(wèi)星仰角，選取仰角大于規(guī)定值的衛(wèi)星進(jìn)行模擬。 GPS和BD-2衛(wèi)星系統(tǒng)使用開普勒軌道參數(shù)計(jì)算方法獲得當(dāng)前衛(wèi)星位置，而 GLONASS則是直接提供衛(wèi)星位置、速度和加速度。實(shí)例中考慮三模式下可用衛(wèi) 星較多且低仰角時(shí)衛(wèi)星電離層誤差較大，因此只選擇仰角大于IO度的衛(wèi)星進(jìn)行 模擬?？梢娦l(wèi)星判斷模塊202將可見所以三種模式的衛(wèi)星序列號(hào)送入衛(wèi)星軌道計(jì) 算模塊203。衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊203根據(jù)廣播星歷數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星精密軌道位置， 得到N個(gè)插值時(shí)刻衛(wèi)星精確位置；由于直接利用廣播星歷計(jì)算衛(wèi)星軌道位置計(jì) 算量很大，因此需要采用擬合的方法計(jì)算衛(wèi)星任意時(shí)刻的軌道坐標(biāo)。本實(shí)施例 中，利用內(nèi)文利(Neville)插值方法流水計(jì)算任意時(shí)刻衛(wèi)星位置。Neville插值 是一種線性逐次插值，其基本思想是通過低一次多項(xiàng)式的組合來獲得高一次插 值多項(xiàng)式?；咀龇ㄊ鞘紫惹蟪鋈舾蓚€(gè)一次插值多項(xiàng)式的值，利用它們之間的 兩兩組合得到若干個(gè)二次插值多項(xiàng)式，進(jìn)一步利用這些二次多項(xiàng)式間的兩兩組 合來得到若干個(gè)三次插值多項(xiàng)式，依此類推。該插值方法如下給點(diǎn)N+1個(gè)插值節(jié)點(diǎn)ft,/ft)),^是插值節(jié)點(diǎn)時(shí)間，/ft)代表衛(wèi)星坐標(biāo)值，則在插值節(jié)點(diǎn)時(shí)間內(nèi) 任一點(diǎn)的衛(wèi)星坐標(biāo)遞推公式如下<formula>formula see original document page 12</formula>"時(shí)，認(rèn)為^即為t時(shí)刻的衛(wèi)星坐標(biāo)值。在實(shí)施例中，S取10-3插值節(jié)點(diǎn)取ll階，衛(wèi)星坐標(biāo)即可達(dá)到5cm的精度。當(dāng)要插入新節(jié)點(diǎn)時(shí)，只要按照遞推公式計(jì)算新的 ;,,，前面的計(jì)算完全有效，減少了運(yùn)算量，大大提高了資源利用率。衛(wèi)星傳播延時(shí)計(jì)算模塊204根據(jù)用戶接收機(jī)位置和衛(wèi)星軌道位置，得到衛(wèi) 星和接收機(jī)的距離，除以光速得到衛(wèi)星信號(hào)空間傳播時(shí)間。衛(wèi)星傳播誤差計(jì)算 模塊206根據(jù)衛(wèi)星仰角和接收環(huán)境計(jì)算衛(wèi)星在傳播中產(chǎn)生的誤差。衛(wèi)星誤差包括電離層傳播誤差、對(duì)流層傳播誤差、衛(wèi)星多徑誤差和星鐘誤差。電離層誤差在GPS和BD-2中使用Klobuchar模型，該模型參數(shù)可以有廣播 星歷獲得，計(jì)算方法參見衛(wèi)星導(dǎo)航控制接口文件。GLONASS星歷中沒有發(fā)送電 離層誤差，在本設(shè)計(jì)中可以直接使用GPS的Klobuchar參數(shù)計(jì)算其電離層傳播對(duì)流層誤差使用霍普菲爾德模型。該模型公式可以在衛(wèi)星導(dǎo)航文獻(xiàn)中方便 査閱。該模型的參數(shù)包括溫度、大氣壓和空氣濕度可以直接使用標(biāo)準(zhǔn)氣象元素。多徑誤差模型使用了 Karasawa提出的三階參數(shù)模型，該模型給出了多徑反 射對(duì)衛(wèi)星信號(hào)功率的衰減。該模型公式和參數(shù)可以在EERL網(wǎng)站中方便找到。星鐘誤差可以有衛(wèi)星廣播星歷直接獲得，即衛(wèi)星廣播星歷中含有對(duì)衛(wèi)星系 統(tǒng)時(shí)的修正，因此在星鐘誤差中也必須相應(yīng)的加入該項(xiàng)誤差，以提高衛(wèi)星信號(hào) 源模擬的可信度。衛(wèi)星傳播時(shí)延和電離層傳播誤差、對(duì)流層傳播誤差、衛(wèi)星多徑誤差和星鐘 誤差送入衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)模塊205中，得到當(dāng)前衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)。這些衛(wèi)星參數(shù)包 括衛(wèi)星序列號(hào)、碼數(shù)控振蕩器相位值、碼相位、20m歷元計(jì)數(shù)、電文比特位 置、載波頻率、信噪比、信號(hào)功率電平。所述的將衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)12送入導(dǎo)航接收機(jī)，得到偽距和定位信息包括以下步驟1) 將載入的衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)解析到相應(yīng)的寄存器，根據(jù)三模式可見衛(wèi)星序列 號(hào)，選擇各自的碼產(chǎn)生器，在碼數(shù)控振蕩器產(chǎn)生的碼鐘推動(dòng)下產(chǎn)生偽隨機(jī)碼；2) 偽隨機(jī)序列與衛(wèi)星電文調(diào)制后，送入上變頻器，產(chǎn)生I、 Q兩路矢量中 頻信號(hào)；3) 調(diào)整中頻衛(wèi)星信號(hào)的功率，與固定功率的帶限高斯白噪聲相加，送入射 頻模塊中進(jìn)行矢量調(diào)制，經(jīng)衰減器調(diào)節(jié)合成信號(hào)發(fā)射功率后輸出。衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生在控制器的作用下，按照衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊傳遞的衛(wèi)星狀態(tài) 值，完成GPS,GLONASS和北斗二代各自衛(wèi)星的偽碼和導(dǎo)航電文調(diào)制、產(chǎn)生載 波信號(hào)、控制輸出信號(hào)功率和信噪比，輸出信號(hào)送給接收機(jī)進(jìn)行解算。圖中是其中一路衛(wèi)星信號(hào)的產(chǎn)生過程，其他通道設(shè)計(jì)完全相同。在多模式 衛(wèi)星信號(hào)源模擬器中，根據(jù)接收機(jī)所處位置，最多可能有26顆衛(wèi)星可見，在實(shí) 施例中，考慮實(shí)現(xiàn)的規(guī)模和資源的占用情況，使用20路衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生通道，當(dāng) 可見衛(wèi)星超過20顆時(shí)，自動(dòng)選擇仰角較大的衛(wèi)星模擬。碼數(shù)控振蕩器302產(chǎn)生碼鐘，控制碼產(chǎn)生器301產(chǎn)生偽隨機(jī)碼?？紤]系統(tǒng) 的精度，實(shí)施例中碼數(shù)控振蕩器采用30比特量化。由于要產(chǎn)生三種不同的偽隨 機(jī)碼，且三種碼具有較大的相似性。所以碼產(chǎn)生器是可配置的，其寄存器的抽 頭系數(shù)可以保持在控制模塊中，在系統(tǒng)工作時(shí)，按照當(dāng)前衛(wèi)星模式和序列號(hào)， 使用不同的抽頭系數(shù)。電文產(chǎn)生模塊303可以產(chǎn)生三種制式的衛(wèi)星導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)。衛(wèi)星導(dǎo)航電文 數(shù)據(jù)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，電文里包括有信號(hào)發(fā)送時(shí)間、衛(wèi)星星歷和歷 書數(shù)據(jù)、電離層修正模型等信息。GPS、 GLONASS和BD分別使用不同的時(shí)間 系統(tǒng)，需要將時(shí)間協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間轉(zhuǎn)換成三個(gè)系統(tǒng)各自的系統(tǒng)時(shí)間。三模式電文速 率相同(50bps)且數(shù)據(jù)格式相近，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊303中，按照衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)規(guī)定的電文格式， 一次產(chǎn)生一幀數(shù)據(jù)，GPS為1500比特，GLONASS為7500 比特，BD-2為36000比特，產(chǎn)生電文以50Hz速率依次送入電文調(diào)制模塊304 中，當(dāng)一幀的數(shù)據(jù)傳完后，再產(chǎn)生下一幀的數(shù)據(jù)。電文中的廣播星歷數(shù)據(jù)和歷 書數(shù)據(jù)是預(yù)先存儲(chǔ)在寄存器中的，可以直接讀取。具體幀格式見衛(wèi)星系統(tǒng)在ICD。上變頻器305將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，噪聲產(chǎn)生模塊306產(chǎn)生帶限高 斯噪聲，在實(shí)施例中，使用32位的m序列移位寄存器的高10為作為地址，讀 取預(yù)先存入均值為零的高斯白噪聲數(shù)值的RAM。讀出數(shù)據(jù)經(jīng)過半帶濾波，四倍 增采樣和FIR濾波，產(chǎn)生5M的帶限高斯噪聲。在GNSS衛(wèi)星信號(hào)中，噪聲功率遠(yuǎn)大于衛(wèi)星信號(hào)功率，即信號(hào)完全淹沒在噪聲中，所以在信噪比控制模塊307 中，噪聲保持不變，通過改變信號(hào)幅度來調(diào)整信噪比。功率控制模塊309是調(diào)整衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射電平，同時(shí)，多徑衰落模塊308產(chǎn) 生的多徑衰落也加入發(fā)射信號(hào)中。20路信號(hào)產(chǎn)生通道輸出的衛(wèi)星實(shí)時(shí)信號(hào)經(jīng)過衰減器最后合成輸出給接收機(jī)。所述的接收機(jī)性能分析模塊包含以下步驟-1) 將衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊產(chǎn)生的接收機(jī)位置、衛(wèi)星信號(hào)與接收機(jī)的偽距等信 息存入寄存器中。2) 讀取接收機(jī)的解算和接收機(jī)計(jì)算偽距值，并與模擬器本地保存的數(shù)據(jù)比 較，分析接收機(jī)的捕獲、跟蹤和定位性能。如圖1所示，高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬裝置中的用戶接口模塊107 與控制模塊101、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102、衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103、輸出裝置104、 高動(dòng)態(tài)多模式接收機(jī)105、接收機(jī)性能分析模塊106相接，控制模塊101與衛(wèi)星 信號(hào)產(chǎn)生模塊103、接收機(jī)性能分析模塊106相接，接收機(jī)性能分析模塊106與 衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102相接。如圖2所示，所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為高動(dòng) 態(tài)接收機(jī)位置計(jì)算模塊201與可見衛(wèi)星計(jì)算模塊202、衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊203、 衛(wèi)星傳播延時(shí)計(jì)算模塊204相接，衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)計(jì)算模塊205與衛(wèi)星傳播延時(shí) 計(jì)算模塊204、衛(wèi)星傳播誤差計(jì)算模塊206相接。如圖3所示，所述的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為碼數(shù) 控振蕩器302與碼產(chǎn)生器301、電文調(diào)制模塊304上變頻器305、信噪比控制模 塊307、功率控制模塊309相接，電文產(chǎn)生模塊與303與電文調(diào)制模塊304相接， 噪聲產(chǎn)生模塊306與信噪比控制模塊307相接，多徑衰落模塊308與功率控制 模塊309相接。如圖4所示，所述的控制模塊101的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為控制時(shí)鐘模塊 401與用戶設(shè)定參數(shù)整合模塊402、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算控制模塊403、信號(hào)發(fā)生器控 制模塊404、接收機(jī)性能輸出模塊405相接，用戶設(shè)定參數(shù)整合模塊402與控制 衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊403、控制信號(hào)發(fā)生器模塊404相接?？刂茣r(shí)鐘模塊401是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的時(shí)鐘，在時(shí)鐘的激勵(lì)下，首先控 制用戶設(shè)定參數(shù)整合模塊402將不同數(shù)據(jù)整合，送入不同的模塊。然后衛(wèi)星參 數(shù)計(jì)算控制模塊403開始向衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102發(fā)送設(shè)定參數(shù)，并讀回上一時(shí)鐘發(fā)送時(shí)刻衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102計(jì)算結(jié)果。接著信號(hào)發(fā)生器控制模塊403 控制衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊102將計(jì)算參數(shù)傳給衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊103。接收機(jī)性能 輸出模塊405將接收到接收機(jī)數(shù)據(jù)與本地保存數(shù)據(jù)比較，判斷接收機(jī)性能。本發(fā)明能夠進(jìn)行高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬器的裝置的開發(fā)與衛(wèi)星信號(hào)驗(yàn) 證測試平臺(tái)的搭建。這里所述的方法與設(shè)備，彼此分離的單體部件可以完全是 傳統(tǒng)的，我們要求將它們的組合作為發(fā)明進(jìn)行保護(hù)。以上所述僅為本發(fā)明對(duì)于 高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬器方法與裝置較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的真 實(shí)精神和范圍不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以修改單體部件的算 法，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用場合的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬器方法與裝置。本 發(fā)明僅由后附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案來限定，我們要求將這些作為本發(fā) 明來保護(hù)。
權(quán)利要求
1. 一種高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置，其特征在于包括以下步驟1)控制模塊讀取用戶對(duì)模擬器工作參數(shù)，工作參數(shù)包括接收機(jī)類型參數(shù)、接收機(jī)最大速度、加速度、加加速度參數(shù)、接收機(jī)工作環(huán)境參數(shù)、系統(tǒng)起始時(shí)刻時(shí)間世界協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間參數(shù)；2)衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)工作參數(shù)，計(jì)算接收機(jī)當(dāng)前時(shí)刻收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三種模式導(dǎo)航系統(tǒng)中可見衛(wèi)星的狀態(tài)參數(shù)；3)將衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)送入導(dǎo)航接收機(jī)，得到偽距和定位信息；4)將偽距和定位信息送入接收機(jī)性能分析模塊，與可見衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)值比較，判斷接收機(jī)的捕獲、跟蹤和定位性能，并將結(jié)果輸出給用戶。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其 裝置，其特征在于，所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)工作參數(shù)，計(jì)算接收機(jī)當(dāng)前 時(shí)刻收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三 種模式導(dǎo)航系統(tǒng)中可見衛(wèi)星的狀態(tài)參數(shù)包括以下步驟-1) 初始化模塊，將從接收機(jī)獲得的衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)和廣播星歷數(shù)據(jù)導(dǎo)入存儲(chǔ) 器中；2) 從存儲(chǔ)器讀取衛(wèi)星歷書數(shù)據(jù)，根據(jù)歷書數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星粗略軌道位置；3) 計(jì)算接收機(jī)速度、加速度和加加速度參數(shù)計(jì)算接收機(jī)在三種導(dǎo)航模式坐 標(biāo)系統(tǒng)中的位置坐標(biāo)；4) 由衛(wèi)星位置坐標(biāo)和衛(wèi)星粗略軌道位置判斷衛(wèi)星仰角，選取仰角大于規(guī)定 值的衛(wèi)星進(jìn)行模擬；5) 根據(jù)用戶設(shè)定的起始世界協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)間，由廣播星歷數(shù)據(jù)計(jì)算每顆可見衛(wèi) 星精密軌道位置，得到N個(gè)插值節(jié)點(diǎn)時(shí)刻衛(wèi)星精確位置；6) 利用內(nèi)文利插值方法流水計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每顆可見衛(wèi)星位置，如果精度不 夠，使用廣播星歷計(jì)算一個(gè)新插值點(diǎn)，直到衛(wèi)星軌道位置精度達(dá)到要求；7) 根據(jù)接收機(jī)位置和衛(wèi)星軌道位置，迭代計(jì)算每顆可見衛(wèi)星信號(hào)空間傳播 延時(shí)； 8) 根據(jù)廣播星歷計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻電離層傳播誤差，使用霍普菲爾德模型計(jì)算 對(duì)流層傳播誤差；9) 由用戶設(shè)定的接收機(jī)環(huán)境，根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)三階模型計(jì)算衛(wèi)星多徑誤差；10) 根據(jù)廣播星歷，計(jì)算星鐘誤差；11) 由衛(wèi)星信號(hào)空間傳播延時(shí)、電離層傳播誤差、對(duì)流層傳播誤差、衛(wèi)星 多徑誤差和星鐘誤差，推算衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射時(shí)刻的狀態(tài)參數(shù)，包括每顆可見衛(wèi)星 的碼數(shù)控振蕩器的相位值、碼相位、20ms歷元計(jì)數(shù)器、電文比特位置、載波頻 率、信噪比、信號(hào)功率電平。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其 裝置，其特征在于，所述的將衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)參數(shù)載入到衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器中，產(chǎn) 生實(shí)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)送入導(dǎo)航接收機(jī)，得到偽距和定位信息包括以下步驟1) 將載入的衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)解析到相應(yīng)的寄存器，根據(jù)三模式可見衛(wèi)星序列 號(hào)，選擇各自的碼產(chǎn)生器，在碼數(shù)控振蕩器中產(chǎn)生的碼鐘推動(dòng)下產(chǎn)生偽隨機(jī)碼;2) 偽隨機(jī)序列與衛(wèi)星電文比特調(diào)制后，送入上變頻器，產(chǎn)生I、 Q兩路矢 量中頻信號(hào)；3) 調(diào)整矢量中頻衛(wèi)星信號(hào)的功率，與固定功率的帶限高斯白噪聲相加，送 入射頻模塊中進(jìn)行矢量調(diào)制，經(jīng)衰減器調(diào)節(jié)合成信號(hào)發(fā)射功率后輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置， 其特征在于，所述的接收機(jī)性能分析模塊包含以下步驟1) 將衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊產(chǎn)生的接收機(jī)位置、衛(wèi)星信號(hào)與接收機(jī)的偽距等信 息存入寄存器中；2) 讀取接收機(jī)的解算和接收機(jī)計(jì)算偽距值，并與模擬器本地保存的數(shù)據(jù)比 較，分析接收機(jī)的捕獲、跟蹤和定位性能。
5、 一種如權(quán)利要求1所述方法設(shè)計(jì)的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方 法及其裝置，其特征在于，用戶接口模塊(107)與控制模塊(101)、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算 模塊(102)、衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊(103)、輸出裝置(104)、高動(dòng)態(tài)多模式接收 機(jī)(105)、接收機(jī)性能分析模塊(106)相接，控制模塊(101)與衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn) 生模塊(103)、接收機(jī)性能分析模塊(106)相接，接收機(jī)性能分析模塊(106) 與衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊(102)相接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置， 其特征在于，所述的衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊(102)的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為高動(dòng)態(tài) 接收機(jī)位置計(jì)算模塊(201)與可見衛(wèi)星計(jì)算模塊(202)、衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊(203)、衛(wèi)星傳播延時(shí)計(jì)算模塊(204)相接，衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)計(jì)算模塊(205) 與衛(wèi)星傳播延時(shí)計(jì)算模塊(204)、衛(wèi)星傳播誤差計(jì)算模塊(206)相接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置， 其特征在于，所述的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊(103)的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為碼數(shù)控 振蕩器(302)與碼產(chǎn)生器(301)、電文調(diào)制模塊(304)上變頻器(305)、信噪比 控制模塊(307)、功率控制模塊(309)相接，電文產(chǎn)生模塊與(303)與電文 調(diào)制模塊(304)相接，噪聲產(chǎn)生模塊(306)與信噪比控制模塊(307)相接， 多徑衰落模塊(308)與功率控制模塊(309)相接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置， 其特征在于，所述的控制模塊(IOI的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為控制時(shí)鐘模塊(401) 與用戶設(shè)定參數(shù)整合模塊(402)、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算控制模塊(403)、信號(hào)發(fā)生器 控制模塊(404)、接收機(jī)性能輸出模塊(405)相接，用戶設(shè)定參數(shù)整合模塊(402) 與控制衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊(403)、控制信號(hào)發(fā)生器模塊(404)相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源模擬方法及其裝置。高動(dòng)態(tài)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源可模擬動(dòng)態(tài)導(dǎo)航接收機(jī)接收到的太空中的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三種系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)；模擬用戶接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；模擬衛(wèi)星信號(hào)在傳播過程中的誤差；實(shí)時(shí)產(chǎn)生三模衛(wèi)星信號(hào)。實(shí)施例中，本發(fā)明由用戶接口模塊、控制模塊、衛(wèi)星參數(shù)計(jì)算模塊、衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生模塊、輸出裝置和接收數(shù)據(jù)分析模塊組成；本發(fā)明同時(shí)模擬三種模式衛(wèi)星信號(hào)，可以加快多模式導(dǎo)航接收機(jī)研制；使用內(nèi)文利插值方法，節(jié)省了計(jì)算資源，提高了插值精度。使用了參數(shù)化設(shè)計(jì)，提高模塊復(fù)用能力，可以針對(duì)不同的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行便捷的轉(zhuǎn)化。
文檔編號(hào)G01S1/00GK101261317SQ20081006070
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者侯維瑋, 僑 周, 浩 張, 旻 李, 悅 王, 王勇松, 輝 趙, 趙民建 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)