專利名稱：Gps測速實(shí)現(xiàn)方法及gps測速儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GPS衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法及GPS測速儀。
背景技術(shù)：
GPS由于具有全天候、高精度、自動化和高效益等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空和航海導(dǎo)航、車輛導(dǎo)航與調(diào)度、大地測量、海洋測繪、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域。美國的GPS由于開發(fā)早，GPS已占據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的絕大部分市場，所占份額已超過95%。隨著GPS芯片的發(fā)展，現(xiàn)在的GPS接收機(jī)發(fā)展迅速，接收機(jī)無論是體積、功耗、靈敏度、精度等指標(biāo)都有了很大提升。雖然，GPS接收機(jī)已經(jīng)用于各行各業(yè)，特別在車輛、航運(yùn)等交通管理中發(fā)揮了巨大作用，但是，GPS接收機(jī)的測速卻沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各家單位僅以自己的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定自研接收機(jī)的測速指標(biāo)，這為GPS接收機(jī)的測速標(biāo)定帶來了困難?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法及GPS測速儀，其能夠?yàn)镚PS接收機(jī)提供測速標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思是根據(jù)用戶測速要求，上位機(jī)完成運(yùn)動場景和其他控制參數(shù)設(shè)置，并通過串口發(fā)給GPS測速儀；GPS測速儀是由基帶信號處理單元、AD單元和射頻單元構(gòu)成。其中，基帶信號處理單元是基于DSP+FPGA軟件無線電平臺，該模塊根據(jù)上位機(jī)傳來的設(shè)置參數(shù)，模擬用戶運(yùn)動狀態(tài)和軌跡，經(jīng)導(dǎo)航電文編碼、擴(kuò)頻調(diào)制和載波調(diào)制后生成GPS中頻數(shù)字信號，GPS中頻數(shù)字信號經(jīng)AD單元變換后為中頻模擬信號，再經(jīng)射頻單元變換后為GPS模擬射頻信號；GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)接收該模擬信號實(shí)現(xiàn)接收機(jī)測速，接收機(jī)測速結(jié)果通過上位機(jī)軟件與模擬的用戶速度比對，并生成測速精度統(tǒng)計(jì)文件或報(bào)表，從而最終實(shí)現(xiàn)對接收機(jī)測速精度的評估，為GPS接收機(jī)提供速度測量標(biāo)準(zhǔn)。為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟①GPS測速儀的DSP處理模塊根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景，模擬并生成用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡；根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的導(dǎo)航電文，提取星歷參數(shù)，完成GPS導(dǎo)航電文的編碼；根據(jù)提取出的星歷參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的位置信息，并結(jié)合生成的用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡，預(yù)測GPS衛(wèi)星是否可見，進(jìn)而計(jì)算全部可見衛(wèi)星在衛(wèi)星信號發(fā)送時(shí)刻的初始載波相位和初始偽碼相位；②GPS測速儀的FPGA處理模塊將每顆可見衛(wèi)星分配到相應(yīng)的信號生成通道；各個(gè)通道再根據(jù)所分配到的可見衛(wèi)星的頻率信息生成相應(yīng)的載波和偽碼信號；最后將各個(gè)通道生成的載波和偽碼調(diào)制在同步的導(dǎo)航電文上，生成GPS中頻數(shù)字信號；③GPS測速儀的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將步驟③生成的GPS中頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)镚PS中頻模擬信號，該GPS中頻模擬信號經(jīng)上變頻模塊變頻到GPS的標(biāo)準(zhǔn)射頻頻率，并通過發(fā)射天線或射頻電纜輸出給GPS接收機(jī)；
④GPS接收機(jī)接收GPS測速儀即步驟④發(fā)射的射頻信號，進(jìn)行速度解算，并把測速結(jié)果發(fā)到上位機(jī)上；⑤上位機(jī)接收GPS接收機(jī)返回的測速結(jié)果和GPS測速儀反饋回來的用戶模擬速度，并將兩者進(jìn)行比對和統(tǒng)計(jì)；最后將比對和統(tǒng)計(jì)結(jié)果形成測速評估文件進(jìn)行存儲，最終完成對GPS接收機(jī)測速結(jié)果的評估和標(biāo)定。上述步驟①中所述上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景包括設(shè)定用戶的運(yùn)動形態(tài)和運(yùn)動模式。上述運(yùn)動形態(tài)為直線、曲線或圓形；上述運(yùn)動模式為勻速、勻加速或變加速。
作為上述方案的改進(jìn)，步驟⑥所述測速評估文件中還記錄有GPS接收機(jī)的速度誤差參數(shù)σ，即 (ν< ui) σ = \ —-
Il η(I)式中，Vi為第i時(shí)刻GPS測速儀反饋的用戶模擬速度值；Ui為第i時(shí)刻GPS接收機(jī)返回的測速結(jié)構(gòu)值；n為觀測次數(shù)。一種GPS測速儀，主要由電源模塊，以及與電源模塊相連的DSP處理模塊、FPGA處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和上變頻模塊組成；FPGA處理模塊與上位機(jī)相連接；DSP處理模塊和FPGA處理模塊相互連接；FPGA處理模塊的輸出端經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接上變頻模塊；上變頻模塊上接有發(fā)射天線或射頻電纜；其中，DSP處理模塊，根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景，模擬并生成用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡；根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的導(dǎo)航電文，提取星歷參數(shù)，完成GPS導(dǎo)航電文的編碼；根據(jù)提取出的星歷參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的位置信息，并結(jié)合生成的用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡，預(yù)測GPS衛(wèi)星是否可見，進(jìn)而計(jì)算全部可見衛(wèi)星在衛(wèi)星信號發(fā)送時(shí)刻的初始載波相位和初始偽碼相位；FPGA處理模塊，將每顆可見衛(wèi)星分配到相應(yīng)的信號生成通道；各個(gè)通道再根據(jù)所分配到的可見衛(wèi)星的頻率信息生成相應(yīng)的載波和偽碼信號；最后將各個(gè)通道生成的載波和偽碼調(diào)制在同步的導(dǎo)航電文上，生成GPS中頻數(shù)字信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，將生成的GPS中頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)镚PS中頻模擬信號后送入到上變頻模塊中； 上變頻模塊，將GPS中頻模擬信號變頻到GPS的標(biāo)準(zhǔn)射頻頻率，并通過發(fā)射天線或射頻電纜輸出給GPS接收機(jī)。上述方案中，上述FPGA處理模塊通過串口通信模塊與上位機(jī)相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)I、GPS測速儀模擬產(chǎn)生用戶各種運(yùn)動場景，并根據(jù)仿真時(shí)間實(shí)時(shí)生成GPS接收機(jī)天線接收到的射頻信號，GPS接收機(jī)接收GPS測速儀生成的模擬信號，完成用戶的實(shí)時(shí)速度測量，GPS測速儀模擬的用戶速度與GPS接收機(jī)的測速結(jié)果統(tǒng)一在上位機(jī)上統(tǒng)計(jì)和評估，并把比對結(jié)果和評估結(jié)果以報(bào)表或文件的形式存放，以便實(shí)現(xiàn)GPS接收機(jī)測速標(biāo)定。2、GPS測速儀可以模擬多種用戶運(yùn)動場景，可以標(biāo)定用戶在不同運(yùn)動狀況下的速度；和普通的GPS模擬器相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)中的GPS測速儀不但可以實(shí)現(xiàn)GPS模擬器所有功能，還能根據(jù)上位機(jī)設(shè)置的用戶運(yùn)動模式，產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動場景，并通過衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間延遲計(jì)算、衛(wèi)星位置和速度計(jì)算、碼的NCO生成、載波NCO生成、信息編碼、信號調(diào)制、AD和上變頻后產(chǎn)生接收機(jī)天線接收到的射頻信號，GPS接收機(jī)接收到該信號后，完成用戶的實(shí)時(shí)速度計(jì)算。


圖I為本發(fā)明一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法應(yīng)用實(shí)例圖。圖2為一種GPS測速儀。
具體實(shí)施方式

參見圖1，一種GPS測速系統(tǒng)主要由上位機(jī)、GPS測速儀和待測的GPS接收機(jī)構(gòu)成。其中上位機(jī)通過串口與GPS測速儀相互連接；GPS測速儀的輸出端與GPS接收機(jī)的輸入端連接；GPS接收機(jī)的輸出端連接上位機(jī)。上位機(jī)通過上位機(jī)軟件完成運(yùn)動場景和其他控制參數(shù)設(shè)置，并通過串口發(fā)給GPS測速儀；GPS測速儀接收這些參數(shù)后完成GPS射頻信號的生成，生成的GPS射頻信號通過天線或射頻電纜輸入到GPS接收機(jī)；GPS接收機(jī)接收該信號，完成接收機(jī)的測速，并通過串口把測速結(jié)果發(fā)到上位機(jī)上；同時(shí)上位機(jī)還接收來自GPS測速儀的用戶模擬速度，這兩組數(shù)據(jù)以報(bào)表或文件的方式存放，通過對兩組數(shù)據(jù)的比對，以大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法獲得GPS接收機(jī)測速的均方差，從而完成對GPS接收機(jī)測速的標(biāo)定。上述GPS測速儀主要由電源模塊，以及與電源模塊相連的DSP處理模塊、FPGA處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和上變頻模塊組成。FPGA處理模塊通過串口通信模塊與上位機(jī)相連接；DSP處理模塊和FPGA處理模塊相互連接；FPGA處理模塊的輸出端經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接上變頻模塊；上變頻模塊上接有發(fā)射天線或射頻電纜。如圖2所示。①DSP處理模塊DSP處理模塊完成各種信息處理，計(jì)算信號控制參數(shù)。DSP處理模塊接收上位機(jī)發(fā)過來的用戶運(yùn)動設(shè)置參數(shù)，模擬用戶的運(yùn)動狀態(tài)和軌跡；根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的導(dǎo)航電文，提取星歷參數(shù)和星鐘參數(shù)信息；根據(jù)星歷參數(shù)計(jì)算所模擬衛(wèi)星的位置、速度，并判斷衛(wèi)星的可見性，并結(jié)合用戶的位置、速度、時(shí)間信息，建立衛(wèi)星信息。進(jìn)而推算出衛(wèi)星到用戶的偽距和偽距變化率等基本信息，并計(jì)算出全部衛(wèi)星信號發(fā)送時(shí)刻的信號狀態(tài)(碼相位和載波相位)；根據(jù)提取的星歷參數(shù)和星鐘信息，重新進(jìn)行導(dǎo)航數(shù)據(jù)計(jì)算，打入電文時(shí)標(biāo)，生成衛(wèi)星的導(dǎo)航信息；計(jì)算衛(wèi)星信號發(fā)射時(shí)刻各顆衛(wèi)星各種模擬仿真信號參數(shù)和控制信息；建立各類誤差源的誤差模型，根據(jù)各類誤差源，由誤差模型生成相應(yīng)的誤差模擬信號；根據(jù)上位機(jī)提供的用戶運(yùn)動軌跡參數(shù)，進(jìn)行高動態(tài)碼NCO和載波NCO模擬。②FPGA處理模塊FPGA處理模塊完成信號處理，時(shí)序控制等功能，合成數(shù)字的中頻信號。因GPS用戶在地球上的任何一點(diǎn)可見GPS衛(wèi)星數(shù)為8-12顆，所以，F(xiàn)PGA處理模塊內(nèi)部總共12個(gè)通道，可同時(shí)模擬12顆衛(wèi)星，但是每個(gè)通道對應(yīng)的星號不固定，DSP處理模塊在初始階段會向FPGA處理模塊每個(gè)通道發(fā)送衛(wèi)星號。FPGA處理模塊內(nèi)部通道根據(jù)收到的衛(wèi)星號，選擇相應(yīng)的碼表，再根據(jù)收到的初始控制字，選擇對應(yīng)的碼相位和載波相位作為起始，開始進(jìn)行模擬。然后在時(shí)序模塊的控制下，按照一定頻率更新控制字和電文信息，最后通過直接序列合成生成數(shù)字中頻信號。DSP處理模塊和FPGA處理模塊之間的通信使用DSP的EMIF方式實(shí)現(xiàn)。GPS測速儀中的信號處理計(jì)算工作主要由FPGA負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)功能包括偽碼和載波發(fā)生器設(shè)計(jì)，高動態(tài)碼NCO和載波NCO模擬，進(jìn)行中頻信號調(diào)制，系統(tǒng)時(shí)序控制和同步。另外，F(xiàn)PGA處理模塊還是GPS測速儀中各模塊間數(shù)據(jù)通信的中轉(zhuǎn)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的交互和緩存，以實(shí)現(xiàn)個(gè)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信。DSP處理模塊在初始階段會向FPGA處理模塊每個(gè)通道發(fā)送通道信息(包括測速儀功能，模擬衛(wèi)星號，通道開關(guān)狀態(tài)等)，F(xiàn)PGA處理模塊內(nèi)部通道根據(jù)收到的衛(wèi)星號，選擇相應(yīng)的偽碼和載波發(fā)生器，再根據(jù)收到的初始碼片相位和載波相位，選擇該碼表和載波內(nèi)的起始點(diǎn)，開始進(jìn)行NCO累加。生成的偽碼和載波調(diào)制在同步導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)上，形成數(shù)字中頻信號。③數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 將生成的GPS中頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)镚PS中頻模擬信號后送入到上變頻模塊中。④上變頻模塊在GPS測速儀中，產(chǎn)生信號的精確發(fā)射和傳輸是一個(gè)重要指標(biāo)?？紤]到GPS測速儀具有多通道信號傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，中頻、射頻電路的設(shè)計(jì)對相噪?yún)?shù)等參數(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。數(shù)字中頻調(diào)制方式為BPSK的模擬中頻信號，信號帶寬為2. 046MHz。射頻信號端口輸出LI (I. 57542GHz)射頻頻率信號，可以作為GPS接收機(jī)的射頻輸入。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足信號幅度(模擬源輸出信號幅度精度、準(zhǔn)確性、變化范圍)、相噪指標(biāo)、頻率穩(wěn)定度，信號帶寬等指標(biāo)要求。GPS測速儀模擬信號參數(shù)及導(dǎo)航電文通過串口送入板卡上的緩沖區(qū)中；DSP將這些數(shù)據(jù)從緩存區(qū)讀出，產(chǎn)生相應(yīng)的C/A碼，并完成選星及對FPGA處理模塊的通道控制等；碼速率及碼相位的控制、數(shù)字載波調(diào)制、多通道數(shù)字信號合成可以在FPGA處理模塊中完成；信號經(jīng)過模擬中頻信號調(diào)制、射頻信號調(diào)制等上變頻、濾波及增益控制后即得到載頻為1575. 42MHz 的 GPSLl 射頻信號。⑤串口通信模塊串口通信控制模塊完成上位機(jī)軟件與GPS測速儀基帶部分之間的通信，上位機(jī)軟件產(chǎn)生的各項(xiàng)參數(shù)按照一定的通信協(xié)議，以幀格式的形式通過串口 RS232接口發(fā)送給GPS測速儀基帶部分，傳送方式為批量傳輸，即用來傳送量的數(shù)據(jù)的一種傳送方式。通信控制模塊主要有兩個(gè)作用一是根據(jù)用戶設(shè)定的運(yùn)動場景，向GPS測速儀數(shù)字處理部分發(fā)送信號狀態(tài)信息參數(shù)及各種控制命令參數(shù)；二是分別從信號GPS測速儀基帶部分和GPS接收機(jī)中讀取速度等信息數(shù)據(jù)，在上位機(jī)軟件中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。⑥電源模塊提供整個(gè)系統(tǒng)的二次供電，提供各個(gè)模塊硬件芯片所需的電壓。⑦上位機(jī)及軟件上位機(jī)根據(jù)GPS接收機(jī)測速標(biāo)定要求，上位機(jī)設(shè)置用戶軌跡場景，涉及用戶的運(yùn)動模式可以勻速的、勻加速的、勻加加速的、變加速等多種場景，用戶運(yùn)動形態(tài)可以是直線的、曲線的和圓形的，并通過串口把設(shè)置參數(shù)下發(fā)給GPS測速儀。GPS測速儀上位機(jī)軟件提供了良好的人機(jī)交互接口，可以使用戶更方便的定義用戶接收機(jī)的工作環(huán)境，上位機(jī)軟件分為場景生成軟件、用戶交互界面和測速評估文件。場景生成軟件根據(jù)用戶通過計(jì)算機(jī)輸入用戶的初始位置坐標(biāo)、衛(wèi)星星歷文件、用戶運(yùn)動軌跡、大氣層延遲模型等初始條件，計(jì)算機(jī)根據(jù)這些條件求解出簡化的模型參數(shù)，并將這些參數(shù)保存為場景文件，按照一定的通信傳輸協(xié)議傳送給GPS測速儀，從而控制多通道GPS測速儀產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字中頻信號。用戶交互界面主要功能是提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的交互接口，通過該接口從GPS測速儀反饋回來的數(shù)據(jù)，如用戶模擬速度，在用戶交互界面上實(shí)時(shí)顯示GPS接收機(jī)的速度、各通道衛(wèi)星信號狀態(tài)信息等。因此，用戶可以完成對硬件平臺的管理和控制，實(shí)現(xiàn)對軟件仿真與測試任務(wù)、可視化及測試結(jié)果的管理。測速評估文件主要對GPS測速儀模擬速度和GPS接收機(jī)輸出的速度結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評估，其不僅可以簡單記錄比對和統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，而且還可以可以進(jìn)一步記錄GPS接收機(jī)的速度誤差σ，即

4 客( )σ = \ —-
η(I)式中，Vi為第i時(shí)刻GPS測速儀反饋的用戶模擬速度值；Ui為第i時(shí)刻GPS接收機(jī)返回的測速結(jié)構(gòu)值；n為觀測次數(shù)。上述GPS測速系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的GPS測速實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟①GPS測速儀的DSP處理模塊根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景，模擬并生成用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡；根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的導(dǎo)航電文，提取星歷參數(shù)，完成GPS導(dǎo)航電文的編碼；根據(jù)提取出的星歷參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的位置信息，并結(jié)合生成的用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡，預(yù)測GPS衛(wèi)星是否可見，進(jìn)而計(jì)算全部可見衛(wèi)星在衛(wèi)星信號發(fā)送時(shí)刻的初始載波相位和初始偽碼相位；③GPS測速儀的FPGA處理模塊將每顆可見衛(wèi)星分配到相應(yīng)的信號生成通道；各個(gè)通道再根據(jù)所分配到的可見衛(wèi)星的頻率信息生成相應(yīng)的載波和偽碼信號；最后將各個(gè)通道生成的載波和偽碼調(diào)制在同步的導(dǎo)航電文上，生成GPS中頻數(shù)字信號；④GPS測速儀的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將步驟③生成的GPS中頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)镚PS中頻模擬信號，該GPS中頻模擬信號經(jīng)上變頻模塊變頻到GPS的標(biāo)準(zhǔn)射頻頻率，并通過發(fā)射天線或射頻電纜輸出給GPS接收機(jī)；⑤GPS接收機(jī)接收GPS測速儀即步驟④發(fā)射的射頻信號，進(jìn)行速度解算，并把測速結(jié)果發(fā)到上位機(jī)上；⑥上位機(jī)接收GPS接收機(jī)返回的測速結(jié)果和GPS測速儀反饋回來的用戶模擬速度，并將兩者進(jìn)行比對和統(tǒng)計(jì)；最后將比對和統(tǒng)計(jì)結(jié)果形成測速評估文件進(jìn)行存儲，最終完成對GPS接收機(jī)測速結(jié)果的評估和標(biāo)定。
權(quán)利要求
1.一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是包括如下步驟 ①GPS測速儀的DSP處理模塊根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景，模擬并生成用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡；根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的導(dǎo)航電文，提取星歷參數(shù)，完成GPS導(dǎo)航電文的編碼；根據(jù)提取出的星歷參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的位置信息，并結(jié)合生成的用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡，預(yù)測GPS衛(wèi)星是否可見，進(jìn)而計(jì)算全部可見衛(wèi)星在衛(wèi)星信號發(fā)送時(shí)刻的初始載波相位和初始偽碼相位； ②GPS測速儀的FPGA處理模塊將每顆可見衛(wèi)星分配到相應(yīng)的信號生成通道；各個(gè)通道再根據(jù)所分配到的可見衛(wèi)星的頻率信息生成相應(yīng)的載波和偽碼信號；最后將各個(gè)通道生成的載波和偽碼調(diào)制在同步的導(dǎo)航電文上，生成GPS中頻數(shù)字信號； ③GPS測速儀的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將步驟③生成的GPS中頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)镚PS中頻模擬信號，該GPS中頻模擬信號經(jīng)上變頻模塊變頻到GPS的標(biāo)準(zhǔn)射頻頻率，并通過發(fā)射天線或射頻電纜輸出給GPS接收機(jī)； ④GPS接收機(jī)接收GPS測速儀即步驟④發(fā)射的射頻信號，進(jìn)行速度解算，并把測速結(jié)果發(fā)到上位機(jī)上； ⑤上位機(jī)接收GPS接收機(jī)返回的測速結(jié)果和GPS測速儀反饋回來的用戶模擬速度，并將兩者進(jìn)行比對和統(tǒng)計(jì)；最后將比對和統(tǒng)計(jì)結(jié)果形成測速評估文件進(jìn)行存儲，最終完成對GPS接收機(jī)測速結(jié)果的評估和標(biāo)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟①中所述上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景包括設(shè)定用戶的運(yùn)動形態(tài)和運(yùn)動模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述運(yùn)動形態(tài)為直線、曲線或圓形；所述運(yùn)動模式為勻速、勻加速或變加速。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟⑥所述測速評估文件中還進(jìn)一步記錄有GPS接收機(jī)的速度誤差參數(shù)σ，SP 式中，Vi為第i時(shí)刻GPS測速儀反饋的用戶模擬速度值；Ui為第i時(shí)刻GPS接收機(jī)返回的測速結(jié)構(gòu)值；n為觀測次數(shù)。
5 一種GPS測速儀，其特征是主要由電源模塊，以及與電源模塊相連的DSP處理模塊、FPGA處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和上變頻模塊組成；FPGA處理模塊與上位機(jī)相連接；DSP處理模塊和FPGA處理模塊相互連接；FPGA處理模塊的輸出端經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接上變頻模塊；上變頻模塊上接有發(fā)射天線或射頻電纜；其中， DSP處理模塊，根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的用戶運(yùn)動場景，模擬并生成用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡；根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的導(dǎo)航電文，提取星歷參數(shù)，完成GPS導(dǎo)航電文的編碼；根據(jù)提取出的星歷參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的位置信息，并結(jié)合生成的用戶仿真時(shí)刻的運(yùn)動軌跡，預(yù)測GPS衛(wèi)星是否可見，進(jìn)而計(jì)算全部可見衛(wèi)星在衛(wèi)星信號發(fā)送時(shí)刻的初始載波相位和初始偽碼相位； FPGA處理模塊，將每顆可見衛(wèi)星分配到相應(yīng)的信號生成通道；各個(gè)通道再根據(jù)所分配到的可見衛(wèi)星的頻率信息生成相應(yīng)的載波和偽碼信號；最后將各個(gè)通道生成的載波和偽碼調(diào)制在同步的導(dǎo)航電文上，生成GPS中頻數(shù)字信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，將生成的GPS中頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)镚PS中頻模擬信號后送入到上變頻模塊中； 上變頻模塊，將GPS中頻模擬信號變頻到GPS的標(biāo)準(zhǔn)射頻頻率，并通過發(fā)射天線或射頻電纜輸出給GPS接收機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種GPS測速儀，其特征是FPGA處理模塊通過串口通信模塊與上位機(jī)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種GPS測速實(shí)現(xiàn)方法及GPS測速儀，上位機(jī)根據(jù)用戶測速要求完成運(yùn)動場景和其他控制參數(shù)設(shè)置，并通過串口發(fā)給GPS測速儀；GPS測速儀由基帶信號處理單元、AD單元和射頻單元構(gòu)成?；鶐盘柼幚韱卧贒SP+FPGA軟件無線電平臺，該模塊根據(jù)上位機(jī)傳來的設(shè)置參數(shù)，模擬用戶運(yùn)動狀態(tài)和軌跡，經(jīng)導(dǎo)航電文編碼、擴(kuò)頻調(diào)制和載波調(diào)制后生成GPS中頻數(shù)字信號，GPS中頻數(shù)字信號經(jīng)AD單元變換后為中頻模擬信號，再經(jīng)射頻單元變換后為GPS模擬射頻信號；GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)接收該模擬信號實(shí)現(xiàn)接收機(jī)測速，接收機(jī)測速結(jié)果通過上位機(jī)軟件與模擬的用戶速度比對，并生成測速精度統(tǒng)計(jì)文件或報(bào)表，從而最終實(shí)現(xiàn)對接收機(jī)測速精度的評估，為GPS接收機(jī)提供速度測量標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號G01P21/02GK102841364SQ20121032623
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者紀(jì)元法, 王守華, 孫希延, 符強(qiáng), 吳孫勇, 嚴(yán)素清 申請人:桂林電子科技大學(xué)