基于TMBOC信号的新型GNSS信号模拟器的设计

为模拟GPS L1C频点的TMBOC信号,提出一种基于FPGA+DSP硬件平台的TMBOC信号生成方法,并给出了FPGA和DSP程序设计方案。FPGA进行数字中频信号的调制,包括12个独立通道的信号调制,DSP生成FPGA信号调制通道中的参数、导航电文和频率控制字。在Modelsim上仿真TMBOC信号,并通过频谱仪测试其频谱,实验结果表明,TMBOC信号模拟器能生成稳定的TMBOC信号。

基于GNSS信号模拟器的卫星定位设备精度检定方法研究

随着北斗兼容定位设备的推广应用,传统利用检定场测试方法受气候环境变化、多路径、成本高、重复性和可控性差等影响,给性能和精度评估带来诸多不便,基于此,本文提出了利用GNSS信号模拟器仿真混合信号检定卫星定位设备精度的方法。通过研究该方法的可行性,验证其正确性,为室内GNSS接收设备的动态精度检定与评估开辟新的途径。实验表明:该方法结果可靠,应用方便,可作为检定卫星定位设备精度测试方法,具有一定的现实指导意义。

GNSS信号模拟器通道群时延标定方法

传统的全球导航卫星系统(GNSS)信号模拟器通道群时延标定方法有相位翻转点法和相关峰法两种,两者均在零伪距或固定伪距的特殊仿真场景下进行测量,且在通道传输特性非理想的情况下测得的群时延均存在偏差.提出了基于闭环伪距测量的模拟器通道群时延标定方法,并设计实现了GNSS信号模拟器通道群时延标定系统.首先,采用高速直接射频采样存储系统对模拟器正常星座动态仿真场景下输出的导航信号和秒脉冲(1 PPS)信号同时进行记录.其次,使用软件接收机对信号进行捕获跟踪,利用三次样条插值判定1 PPS上升沿位置作为伪距观测历元时刻,对软件接收机的伪距观测量和模拟器仿真的伪距记录值做数据比对,得到模拟器的群时延标定值.最后,分别利用上述方法对两种商用模拟器的群时延进行了标定,实验结果表明,闭环伪距测量法有效可行,测量不确定度优于0.7 ns.

基于GNSS模拟器的加速度辅助跟踪实验验证

具有外部辅助信息的接收机跟踪环路可以提高接收机的动态范围、跟踪灵敏度与抗干扰性能,但由于目前开展实际高动态实验非常困难,故不方便对辅助效果进行实际信号的测试。介绍了一种基于GNSS信号模拟器高动态场景采集的卫星信号与辅助信息,在软件接收机中进行捕获与跟踪处理的测试方法,其中辅助信息为用户-卫星视线速度和加速度。实验过程中采用一种根据捕获多普勒频率进行时间对齐的方法,将卫星信号和采集时间存在延迟的辅助信息进行粗略对齐。在介绍传统的速度辅助方法和一种新的加速度辅助方法基础上,分析辅助信息时间延迟对辅助结果的影响,最后基于上述数据分别测试并对比无辅助、速度辅助和加速度辅助的跟踪环路性能。结果表明,由于经粗略对齐后的辅助信息相比卫星数据仍存在约1.3 s的时间延迟,导致速度信息无法辅助高动态卫星信号跟踪,而采用加速度辅助方式可将30 Hz带宽环路的跟踪误差从0.031周减小到0.020周,最小跟踪带宽从22 Hz降低至10 Hz;加速度辅助的20 Hz带宽环路跟踪误差为0.029周。因此,加速度辅助方式可减弱辅助信息时间延迟对高动态信号辅助跟踪效果的影响,对于高动态接收机的工程实现有实际意义。

多板卡多模卫星信号模拟器的研究与实现

针对多模多频点卫星信号模拟器设计难度高、占用系统硬件资源大的问题,提出一种多板卡传输与同步方式生成卫星导航信号的设计方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速D/A转换以及射频上变频电路,详细介绍了信号传输与同步方案的设计思想及实现。通过联合定位测试结果表明,该方案有效降低硬件平台及芯片的个体性差异带来的误差,实现信号同步生成,设计灵活、工作可靠稳定,对于低成本实现多系统多频点卫星信号模拟器的研究具有重要意义。

MBOC信号模拟及其性能评估

在全球卫星导航系统的现代化框架中,MBOC调制信号是新近提出的一种调制方式,将成为GalileoE1OS和GPSL1C的候选信号,因而MBOC数字中频信号的产生对于新的导航信号结构的研究和新一代接收机的研制具有极其重要的意义。对MBOC信号的时域和频域特性进行了理论分析、对其产生方式进行了仿真验证。设计开发了相应的数字中频信号模拟器,生成了CBOC和TMBOC两种实现方式下的MBOC信号,并采用软件接收机进行了闭环测试,得到了预期的结果。

SDR在GNSS相关课程教学中的应用探索

GNSS课程教学中,信号相关的实验设备较为匮乏。本文通过以SDR设备作为核心,并结合其他射频部件,同时配合开发相应的软件,实现了一种多功能的GNSS射频信号实验平台,该平台具备GNSS信号录制与回放功能。借助于该平台,以往那些价格昂贵的GNSS射频信号录制与回放设备和模拟器也成为了通用的教学设备,学生可以自行操作并可以进一步开发扩展,使学生可以更深入地理解GNSS原理,方便验证算法,提高了学生动手能力,并做到学以致用。

车载行驶记录仪检测装置校准方法研究

本文研究了基于GNSS模拟器的车辆行驶记录仪检测装置校准方法。该方法对车辆行驶记录仪检测装置的定位偏差,测速偏差、里程误差和时间间隔误差进行了测试、分析,并设计实验验证了校准方法的合理性。