多体制卫星导航信号实时模拟仿真与处理技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)接收信号弱、采集困难的场景下,可控性高、灵活性好的GNSS软件模拟器优势尽显。目前的软件模拟器频点少、精度不高、运行速度慢,基于C/C++实现了高精度GPS/BDS/Galileo卫星导航实时模拟与处理系统,着重研究GNSS信号模拟端的算法与并行加速技术,完成了配置模块、相位计算模块、信号生成模块和复合量化模块的设计与实现,对相位计算模块进行GPU加速处理。采用差值拟合方法解决了采样信号伪距精度低的问题,采用基于CUDA架构的GPU/CPU协同运算加速方案,设计并开发了多体制卫星导航信号实时模拟仿真与处理系统架构。系统产生了GPS L1C/A、BDS B1I、BDS B2a、BDS B1C和GAL E1五个频点的数字中频信号,利用搭建的测试验证平台,验证了系统可用性,评估了不同场景、不同参数条件下的系统定位性能与加速效果。CUDA优化方法加速效果显著,BDS B1C、GAL E1、BDS B2a、BDS B1I和GPS L1C/A频点的加速比(加速前后运行速度之比)分别为12.30、9.07、7.21、2.86、2.27,其中GPS L1C/A频点基本可以实现实时模拟与接收及实时定位。

改进优化包络罗兰C天地波周期联合识别算法

天地波和周期识别是罗兰C信号处理中最关键的环节,而现有的识别方法抗干扰能力较弱,识别成功率低。为了解决上述问题,提出一种改进优化包络相关的天地波周期联合识别方法,该算法以优化包络相关函数为基础,通过首峰值检测得到地波信号的粗略达到时间,进而通过正峰值比精确定位罗兰C脉冲信号第三周期,从而实现天地波周期的联合识别。仿真结果表明,改进后算法在抗噪声和天波干扰性能方面具有明显的优越性,最低信噪比要求比传统方法降低4 dB,并且正常工作条件下无错周风险。