Study on GNSS satellite signal simulator

Satellite signal simulator for global navigation satellite system(GNSS)can evaluate the accuracy of capturing,tracing and positioning of GNSS receiver.It has significant use-value in the military and civil fields.The system adopts the overall design scheme of digital signal processor(DSP)and field-programmable gate array(FPGA).It consists of four modules:industrial control computer simulation software,mid-frequency signal generator,digital-to-analog(D/A)module and radio frequency(RF)module.In this paper,we test the dynamic performance of simulator using the dynamic scenes testing method,and the signal generated by the designed simulator is primarily validated.

基于信道模拟的阵列导航信号模拟器设计

随着北斗三号卫星导航系统的开通运行,北斗导航终端已经在各行业得到广泛应用,针对北斗导航终端的测试将出现井喷式的发展。本文设计了一种基于信道模拟技术的阵列导航信号模拟器,可应用于批量导航终端的测试检验,相对于传统多频点阵列导航信号模拟器,具有设备构成简单、性价比高的特点,具有很好的灵活性和可扩展性,适用于导航终端研制对批量导航终端的测试检验。

某无线电近程导航系统机载设备信号处理与仿真研究

针对某无线电近程导航系统机载设备的基带与中频信号进行了仿真研究。主要借助Matlab生成基带信号并通过幅度调制产生中频信号,使用Simulink频谱分析仪的Channel Measurement工具计算出中频信号的带宽,参考该带宽参数设计了中频信号解调模块,使用带通滤波、相干解调和低通滤波等方式无失真的将中频信号解调出来,并基于可编程逻辑器件(FPGA)内建随机存取存储器(RAM)实现了发射基带脉冲生成。通过以上过程完整正确地验证了信号调制和解调方法。

MBOC调制及Simulink仿真

MBOC(6,1,1/11)是Galileo和GPS系统的互操作导航信号调制方式。文章在介绍MBOC调制实现方式的基础上,对MBOC调制进行Simulink建模并进行实时动态仿真,仿真得到的功率谱和相关函数表明MBOC调制信号有着比BOC(1,1)调制更好的性能,并且能够实现GPS和Galileo系统的兼容与互操作。

一种多模多通道导航信号模拟器的设计与实现

针对多模多通道导航信号模拟器实现难度大的问题,提出了一种多板卡通路并行且通路间信号同步方式实现多模多通道导航信号模拟器的设计方案。该方案设计有6个信号仿真通路,各信号仿真通路并行工作且包含独立的基带板卡、上变频板卡、合路器板卡。同时,不同信号仿真通路产生的导航信号同步。对模拟器进行了射频信号测试和定位测试,结果表明,该方案实现了系统的设计目标,可用于多模多通道导航信号接收机的研制验证以及GNSS信号体制的研究,具有广阔的市场前景。

一种北斗卫星导航接收设备动态定位精度测试方法

文章提出了一种北斗卫星导航接收设备具体的动态定位精度测试方法,针对以北斗卫星导航接收设备动态定位精度测试方法为研究对象,利用卫星导航信号模拟器发出不同场景的模拟信号,来模拟实际环境中卫星导航接收设备使用到的各种不同动态场景,而卫星导航信号模拟器可以产生自身的一个信号轨迹,通过比较卫星导航信号模拟器的轨迹信号和卫星导航接收设备实际输出的定位信息,可以计算出卫星导航接收设备动态定位精度。实际测试证明了该动态定位精度测试方法可行、有效。

LimeSDR的低成本北斗三代导航信号模拟源设计

随着北斗三代卫星导航系统的建成,对接收机的需求也随之剧增。卫星导航接收机的研发与测试均离不开北斗三代导航信号模拟源。本文利用成熟的软件无线电(SDR)模块LimeSDR设计了一种低成本的北斗三代导航信号模拟源,可模拟生成北斗三代民用B1C卫星导航信号。该方案同时兼具成本低、体积小、携带方便、功耗低等诸多优点。

BOC(10,5)卫星导航信号捕获算法研究及软件仿真

二进制偏移载波(BOC)调制是一种新的导航信号调制方式,能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带,具有十分重要的应用价值和发展前景。详细分析了BOC(10,5)调制信号的特性,并对功率谱密度函数、自相关特性等进行了分析和仿真。提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的分段迭代快速捕获算法,旨在提高信号快速捕获的准确性。通过仿真验证表明,软件接收机成功实现了对BOC(10,5)调制信号的捕获,可以为导航信号处理算法研究以及导航接收机开发提供良好的技术支撑。

基于MATLAB的卫星导航信号仿真和验证平台

提出了一种GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的软件实现方法,给出了基于MATLAB软件的GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的体系架构,详细描述了卫星导航信号仿真和验证平台主要模块的功能,并给出了实现方法。仿真结果和接收机定位结果验证了基于MATLAB的GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的有效性。

船舶航行辐射噪声信号仿真方法研究

船舶航行辐射噪声是被动声纳探测、声纳目标识别、听音判型等工作的重要信息源,其信号仿真是解决上述研究工作中噪声样本类型少或数量不足的有效方法,前提是所仿真信号必须满足逼真度要求。提出了一种基于实测信号重构的船舶航行辐射噪声信号仿真方法。通过谱估计提取信号的连续谱、线谱、调制谱特征,根据谱估计数据合成满足信号谱特征要求的船舶航行辐射噪声,并通过听觉感受调整调制谱参数。仿真结果显示所合成船舶航行辐射噪声信号能够从谱估计和听觉感受两方面逼近实测辐射噪声信号。

GNSS软件接收机算法设计与仿真测试

从GNSS(global navigation satellite system)软件接收机的总体结构出发,阐述了GNSS软件接收机基本原理,设计了GNSS软件接收机的信号相关器及其工作流程,介绍了基于FFT的码并行搜索策略,在信号跟踪中详细给出了载波环路中的鉴相器和鉴频器设计。对于导航定位解算,讨论了各项误差的处理方法,包括钟差和简化的等效对流层误差模型,并给出了最小二乘法的具体实现步骤。仿真结果表明,软件接收机中采用伪码并行捕获方法、DLL环与FLL环辅助下的PLL环路算法可获得良好的效果。在考虑星钟误差、对流层误差、电离层误差和地球自转引起的偏差等误差源的条件下,最小二乘法解算的单点定位结果满足要求。

高动态GPS卫星信号模拟器导航电文生成

为了测试全球定位系统GPS (GlobalPositioningSystem)接收机的性能 ,应用GPS信号模拟器来模拟各种条件下真实的GPS信号 .GPS卫星信号发生器由硬件、计算机和软件组成 .软件主要由卫星导航参数计算模块、目标运动轨迹计算模块、误差计算模块等模块组成 .导航电文产生功能模块是高动态GPS卫星信号模拟器要解决的一项关键技术 .给出了 3个卫星星钟改正参数的物理意义和星历产生模型 ,根据这些参数并结合相应的时间参数来形成卫星导航电文 .通过程序仿真并与导航电文进行验证 。

北斗用户设备测试系统的设计与实现

基于导航定位用户机测试与试验的需要,对"北斗一号"导航接收机测试技术进行了讨论,建立了混合总线的测试体系结构,对其关键技术提出了具体的实现途径:采用数字频率合成器和分频器实现了高精度的频偏和延迟模拟,利用等待式并行数字相关器提高了扩频信号捕获速度和测量精度,基于MVC(Model/View/Controller)设计模式开发了自动化测试应用软件。实践表明:所设计的测试系统具有良好的功能和性能,界面友好,能够满足用户设备测试的要求。

高阶BOC信号电离层色散效应的模拟方法

导航信号模拟器需要模拟电离层引起的延时和色散效应,与传统导航信号相比,新体制高阶BOC信号具有更宽的带宽,而传统导航信号的模拟方法会引入不可忽略的电离层延迟建模误差。通常情况下BOC(14,2)信号上下边带信号的电离层延迟可达到米级的差异。提出运用双边带模型的BOC信号模拟方法并进行了仿真,结果表明改进方法可以准确模拟电离层色散效应的影响。

时钟偏差辅助的GPS完整性监测算法

对伪距残差最小二乘的接收机自主完整性监测 (RAIM)算法进行了分析 .在此基础上 ,通过对接收机时钟偏差的建模 ,将模型预测的时钟偏差引入伪距残差最小二乘的RAIM算法中 ,保证了在可见星仅为 4颗的情况下 ,仍能利用 χ2检验法对全球定位系统 (GPS)进行完整性监测 ,从而达到提高完整性监测算法有效性的目的 .计算机仿真的结果显示 ,这种辅助方式不仅计算简单 ,而且有效可行 .

一种新的X射线脉冲星信号模拟方法

由于无法在地面直接观测到X射线脉冲星信号,且空间飞行探测耗时长,成本高,模拟具有真实物理特征的X射线脉冲星信号对X射线脉冲星信号处理方法及导航方案的验证具有重要意义.本文提出了一种利用太阳系质心处脉冲星信号模型和航天器轨道信息,建立航天器处实时光子到达速率函数,再利用尺度变换法产生光子到达时间序列的脉冲星信号模拟新方法.该方法真实还原了脉冲星信号的频率缓变特性,考虑了动态探测环境下的相对论效应,且避免了现有模拟航天器处光子序列方法中的迭代过程,产生非齐次泊松光子到达时间序列的运算量也低于常用的齐次泊松过程筛选法和反函数递推法.数值仿真从频率特性、流量特性、轮廓相似度及与实测数据的接近程度四个方面验证了该模拟方法的正确性.

GPS信号仿真器方案设计与实现

研究优化GPS导航系统仿真器设计,要实现一种便携式GPS卫星信号仿真器。由于系统要求实时性强和定位精度高,嵌入式ARM+DSP+FPGA的硬件架构的仿真器平台有限的运算和存储能力不能满足要求,因此提出了GPS轨道仿真的三次样条插值仿真算法,运算量小、计算速度快、误差小,同时采用模块化设计并预留接口,方便扩展开发,可作为多种卫星的仿真器。进行仿真的结果表明,实现了GPS复杂系统仿真的实时性,仿真信号频谱特性较好,定位准确,可为导航系统设计和军用实验提供了可靠依据。

相位量化误差对导航模拟信号伪距生成精度的影响分析

导航信号模拟源器是接收机性能验证的重要技术手段,目前的研究多关注于高动态场景实现和伪距误差分析,对于静态伪距和恒定多普勒等高精度测量场景中的伪距精度少有分析。本文针对高精度测试场景,分析了相位量化误差的产生原因,推导了由此引起的伪距误差公式并给出了仿真验证。分析和仿真结果表明:相位累加字量化误差影响伪距稳定度,进位相位截断误差引起的相位抖动影响伪距零值测量结果,两种误差均不可忽略。为高精度卫星导航信号模拟器的设计提供了理论依据。

卫星信号模拟器研究现状及发展趋势

卫星信号模拟器是一种高精度的标准信号源,可以产生卫星导航信号,为导航接收机的研制开发、测试提供仿真环境,是导航接收机设计的必备辅助工具。详细介绍了卫星信号模拟器的国内外研究动态,总结了国内外在该领域的技术现状,最后,对卫星信号模拟器的未来发展趋势做了探讨。

基于GPU的高动态导航信号实时仿真生成

针对软件仿真高动态扩频信号实时性差的问题,通过分析扩频信号生成过程和分段插值运动模型,建立了一种高动态信号生成模型,由动态参数和当前时间计算瞬时伪码相位和瞬时载波相位,各采样点的计算彼此不相关,将仿真信号组织成多维的数据结构,利用GPU中大量的浮点运算单元并行计算,提高了信号仿真的实时性。仿真验证结果表明,基于GPU的分段插值多维并行算法仿真时长1s采样率100Msps的信号,仿真与传输耗时共计322ms,与CPU串行仿真相比加速约19.4倍,实现了高动态扩频信号实时仿真。