GPS导航卫星仿真系统设计

全球定位系统GPS已被广泛应用于各类航天器定轨和飞行器制导定位。本文在分析GPS导航定位原理的基础上,提出了GPS导航卫星仿真系统的软硬件体系结构,给出了GPS干扰误差模型和伪距生成模型。仿真应用结果表明,该系统在精度、实时性上均能满足××××仿真要求。

卫星导航信号仿真系统实时性分析与验证

卫星导航信号仿真系统是一个实时性要求很高的射频信号仿真系统,它主要模拟包含多种信息的高精度射频信号。首先介绍了卫星导航信号仿真系统,与一般的仿真系统相比,它具有三个特点;接着对影响仿真系统实时性的仿真步长、时间函数及网络数据传输等几个因素进行了分析;最后详细地对影响系统实时性的帧溢出数、时间同步精确度等四个指标进行了验证。分析与验证的结果表明:该仿真系统具有很高的实时性,能够满足系统实时仿真的要求。

基于卫星定位的列车完整性检查列尾设备性能测试方法

针对新型列控系统向着“车载中心化”的方式发展对列车完整性检查系统功能实现安全冗余的需求,在既有列尾设备检测风压提醒司机判定列车完整性功能的基础上,提出增加基于卫星的测速定位配合车载设备实施列车完整性检查,以保障列车完整性检查功能的可靠性和可用性。由于列尾设备安装条件限制,观测环境场景为典型的“半边天”场景,因此对列尾设备进行性能测试。基于浩吉重载铁路35.35 km的实测数据,采用电磁仿真软件进行列尾天线方向性设计,使用卫星导航模拟器构建仿真测试场景和设计测试序列,对列尾设备的定位性能进行了评估。评估结果表明,列尾设备在设计的天线方向图场景下观测参数和定位性能参数均符合典型的“半边天”场景特征;区间动态运行仿真结果,定位精度R95评估结果在BDS模式下为13.48 m,GPS模式下为9.12 m,BDS/GPS模式下为3.82 m,基于BDS/GPS的双模定位模式在车站停车、区间运行等场景下定位精度R95均优于4 m,表明采用双模定位方式能够满足列车完整性检查列尾设备定位精度小于5 m的要求。

卫星钟差的仿真研究

目前常用的卫星钟差仿真模型中,没有考虑卫星钟差本身的随机噪声特性,或是只是简单地用白噪声代替。实际上,卫星钟的随机噪声主要由5种独立的随机噪声组成。不同种类卫星钟的噪声构成不同,同一种类卫星钟的噪声特征也不完全相同。本文使用修正Allan方差对实际钟差数据的频域稳定度进行评估。在此基础上,结合二次多项式钟差模型和5种随机噪声模型进行高逼真度的卫星钟差仿真。

Galileo E1-B/C仿真信号合成通道设计

针对Galileo信号合成中超长测距码生成以及功率控制的硬件实现难题,设计了双口RAM的重载查表式测距码生成器,同时,基于CBOC副载波特性,提出了比例因子功率控制的优化方法,并进行了仿真实验对比。结果表明:该方法设计的信号合成通道极大地节约了内存空间和硬件乘法器资源,单片FPGA内信号合成通道的集成数量扩大1倍以上,合成的Galileo信号具有理想CBOC信号特征,且接收机定位解算正确,解决了仿真信号的硬件实现难题。

GNSS仿真软件可靠性测试技术研究

随着计算机软件设计技术和开发工具的迅速发展.应用软件的规模和复杂性越来越大,传统的软件开发方法和测试技术面临着严峻的挑战。如何保证软件的质量.特别是软件可靠性.已成为软件工程中的关键问题之一.要保证软件可靠性.一方面应该优化设计.另一方面应该加强测试.只有两者相结合.才能提高软件可靠性。本文以全球卫星导航系统全数字大规模仿真软件的设计和测试为背景.对软件可靠性设计和软件测试领域中的相关理论作了初步的研究.并结合实际.提出了适合导航卫星信号处理软件的可靠性设计方法和测试方法。

基于高轨导航接收机的自动化地面测试系统

高轨卫星导航接收机是实现高轨航天器自主定轨的核心设备。为在地面测试阶段对高轨卫星导航接收机进行充分高效的验证,亟需设计基于高轨卫星导航接收机的地面测试系统。设计了一种基于高轨卫星导航接收机的自动化地面测试系统,主要创新点如下:第一,本系统可对高轨卫星导航接收机实际在轨状态下接收到的导航星座信号进行仿真;第二,具有模拟包含北斗三号等多导航卫星星座信号的功能;第三,本系统充分考虑自动化、通用化与一体化设计。提出的基于高轨卫星导航接收机的自动化地面测试系统能够在地面测试阶段对高轨卫星导航接收机进行充分验证,并充分考虑测试实施,从自动化、通用化、一体化方面提升测试效率,减少人为操作失误导致的质量问题,解决人工判读带来的误判漏判问题。

新一代GNSS接收机的智能跟踪状态评估技术

新一代全球导航卫星系统的接收机需要根据用户所处环境,自适应地调整接收机内部参数以达到最稳健的导航效果。这就要求接收机在运行过程中通过评估跟踪状态去检测和分析用户场景。基于对传统接收机控制系统缺陷的分析,提出了智能接收机的概念、特点及系统框架;在此基础上设计、分析接收机的智能跟踪状态评估算法;最后通过仿真验证了所设计的算法可以有效地识别场景及场景间的切换。