一种GPS数字中频信号软件模拟器的设计

为了给GPS系统中基于C/A码的卫星捕获及跟踪算法提供信号源,以GPS卫星发送信号模型为基础,分析了GP2010的工作原理,采用Matlab/Simulink以软件的方式模拟了GP2010的工作过程,完成了一种数字中频GPS信号软件模拟器的设计,最后采用一种基于C/A码的捕获和跟踪算法对软件模拟器进行了验证.仿真结果表明:设计的软件模拟器可以给基于C/A码的卫星捕获和跟踪算法提供信号源,与常规GPS信号模拟器相比,所设计的软件模拟器结构简单,设计灵活并可扩展,易于使用.     

GNSS系统的现状与发展

介绍了当前GNSS系统(GPS,GLONASS,GALILEO)的现状和发展方向,并分析了国内北斗卫星导航系统(BD-I/BD-Ⅱ)的组成应用和发展方向.对这4种卫星导航系统的异同进行了综合对比说明,并对GNSS系统的发展前景进行了分析和预测.     

基于变频转发RDSS信号模拟的参数生成算法

近年来,有源与无源体制兼容型的RDSS接收机技术的迅速发展对与之匹配的高精度卫星信号模拟器的研制提出了迫切需求.模拟器主要包含卫星轨道仿真、用户轨迹仿真、误差建模、信号生成参数计算等模块.其中信号生成参数的模拟是需要解决的一项关键技术.但由于RDSS卫星导航系统的信号播发具有变频转发的特点,使得信号参数的模拟变得比GPS等直播式系统复杂.为此,提出了一种适合变频转发的卫星信号生成参数算法,并推导了多普勒频移参数计算公式.仿真实验结果验证了文中算法的正确性.     

基于TDDM的BPSK信号同步捕获算法

TDDM(时分数据调制)是一种新的扩频方式,以其良好的伪码跟踪精度不断推动着卫星导航技术的发展.然而,新的TDDM机理的应用却为有效的伪码信号同步提出了非常大的挑战.为此,以GPS P码为例,对TDDM扩频的BPSK信号特性以及BPSK直扩信号同步捕获算法进行了深入研究,并在此基础上,提出了一种适合基于TDDM的BPSK信号同步捕获算法.通过仿真实验,验证了该算法的合理性、有效性和可行性.     

高动态GPS模拟器通道时延校正研究

高动态GPS卫星信号模拟器可以根据GPS接收机的动态环境,精确产生接收机收到的GPS卫星信号。GPS卫星信号模拟器有多种技术要求,其中,通道的时延一致性的测量和修正是研制模拟器所必须解决的一项关键技术。本文给出了测量模拟器通道硬件时延的一种新的方法,同时,为进一步提高测量精度,测试接收机采用了载波相位平滑伪距的方法。试验结果证明了所提方法的有效性。     

导航对抗背景GPS信号宽带压制干扰分析

结合现代真正导航对抗日趋激烈的背景,在对GPS的干扰策略分析的基础上指出宽带压制干扰是目前较为有效的干扰模式;在直接扩频序列信号理论框架下建立了对GPS干扰信号分析的理论模型,在此基础上对GPS信号的宽带压制干扰技术的干扰功率、最大干扰距离以及不同干扰模式下的误码率等参数进行了分析、计算和仿真,从扩频通信信号处理角度描述并证明了GPS信号宽带压制干扰的干扰效能。仿真结果表明:直接采用GPS伪码调制的宽带干扰信号是一种效率较高的干扰方式。     

基于FPGA双通道DS-QPSK发射基带设计

双通道DS-QPSK调制方式可以提高带宽的利用率,在卫星低速率语音通信应用中,利用两个独立的通道,可以解决同时传输语音数据和信令控制数据。研究了基于FPGA和AD9857的双通道数字扩频基带硬件和软件的实现方法,并通过Xilinx FPGA芯片和AD9857芯片建立的硬件系统进行系统验证,给出了其在Modelsim环境下的仿真结果,目前应用到卫星通信语音发射扩频基带的设计实验中。     

直接序列扩频信号仿真数据的高效生成方法

扩频技术在通信和卫星导航领域得到了广泛应用,传统仿真数据的生成方法存在计算量大、忽略信道影响因素,较难实现高精度生成等问题.结合扩频系统信号和噪声的特点,提出了基于扩频码码片相关的信号生成以及基于AR模型的带限高斯噪声生成两种高效仿真信号生成方式.该方法计算量相对于传统高精度方法可由1GHz的生成速率降低至码片速率级的数据生成速率,同时保证了信号生成的灵活性和可控性.相关结果可用于现代化导航接收机的仿真数据快速生成.     

BOC调制信号相关检测算法

针对BOC调制信号的相关特性,提出一种针对BOC调制信号载波频率、扩频伪码速率和方波副载波速率的相关检测算法.为验证算法的有效性,在仿真环境下对算法进行仿真,并在不同信噪比下对算法性能进行分析.仿真结果表明,BOC调制信号相关检测算法能有效的实现对BOC调制信号的载频、扩频伪码速率和方波副载波速率的检测.     

基于SINS/GPS组合导航的AUV半实物仿真系统设计(英文)

为了满足水下航行远航程和长时间的要求,远航程自主水下航行器(AUV)采用的是以SINS导航为主、卫星导航定期修正的方式,以提高导航的精度和可靠性.设计一种采用GPS卫星定位导航模拟器、GPS接收机、惯性测量器件(IMU)和实时仿真计算机构成的采用SINS/GPS组合导航方式的AUV导航半实物仿真系统,并对该系统的硬件接口设计、算法和软件开发进行了论述.所开发的系统通过外部的线运动补偿实现了惯性导航系统的完整计算,通过时间同步策略解决了各导航子系统的并行同步问题.部分仿真试验的结果表明,所设计的半实物仿真系统方案可行,可用于更高置信度的AUV组合导航仿真实验.     

基于ADS软件的卫星通信系统仿真平台的搭建

卫星通信系统仿真平台可以完整模拟卫星通信链路,并能有效分析卫星通信系统的抗干扰能力,从而达到减少外场试验次数,加快研发周期,节约硬件资源的目的。选用安捷伦公司开发的ADS(advanced design system)软件建立该仿真平台。通过对ADS现有模块的二次开发,搭建了直序扩频(DSSS)信号发生调制模块、发射机模块、接收机模块等,开发了新的ADS干扰信号发生模块和同步互相关模块,进行了正常通信下和单音干扰下卫星通信链路的模拟仿真。     

基于码相扩展的TTCM直序扩频系统研究

提出了一种基于码相扩展扩频信号集上的TTCM直接序列扩频系统方案,通过将Turbo编码与扩频映射相结合,使得信号之间的最小欧氏距离增加,从而在不增加发射功率、不减小信息速率、不改变调制方式的前提下提高了系统的误码率性能.仿真结果表明,基于码相扩展的TTCM直序扩频系统可以比单纯直序扩频多获得1～3dB的编码增益,同时对载波初相估计误差和相位噪声的敏感程度并不增加.     

高阶BOC信号电离层色散效应的模拟算法*

导航信号模拟器需要模拟电离层引起的信号延时和色散效应,对于传统BPSK信号,模拟器基于单频假设,通过直接调整码相位和载波相位之间的相对关系来模拟电离层的影响。新一代卫星导航信号广泛采用的BOC (Binary Offset Carrier)调制信号具有更宽的带宽,作单频假设会引入不可忽略的电离层延迟建模误差。论文提出了基于双边带模型的高阶BOC信号高精度模拟方法,并仿真验证了算法的正确性。该方法可应用于导航信号模拟器实现BOC信号电离层色散效应的模拟。     

新一代GPS卫星信号的研究

随着GPS现代化建设进程的不断推进,改善导航与定位精度、扩大服务覆盖面和改善服务持续性,提高系统安全性和抗干扰性、注重兼容与扩充等技术相继得到了应用与实施.为此,在分析新一代GPS卫星信号改进与变化的基础上,从包含新的信号调制体制、新的军用伪码信号及其增强型应用,考虑兼容和新需求的民用伪码及新频段增设等方面进行了较为系统的归纳与深入地研究,进一步通过仿真分析验证了新一代GPS卫星信号的先进性和拓展性,从而为发展我国天基导航系统提供依据.     

基于仪表的多样式导航干扰信号的实现

为了更准确地实现对导航干扰的性能评估和功能验证,提出了应用矢量信号发生器、卫星导航接收模块和测试软件组成的半实物仿真系统。主要研究了包括针对GPS的几种典型压制干扰信号的样式和产生机理、MATLAB编程语言对其信号的仿真,以及利用矢量信号发生器的SCPI指令和通信接口完成射频信号的产生和控制,最后比较了干扰信号仿真和实测的时频域特性,验证了基于仪表方法的可行性。     

利用伪卫星干扰GPS的可行性分析与仿真

伪卫星技术是一种对卫星导航系统(如GPS)进行增强的技术,在城市导航和民用航空等方面得到广泛的应用.在对伪卫星发射的信号与导航卫星信号之间相似性分析的基础上,首次提出了利用伪卫星进行GPS干扰的思路,指出这种方法可以更有效地利用伪卫星资源,使其为国防建设服务,成为一项军民两用的基础设施,在未来战争中的GPS对抗和干扰中发挥作用.通过建立GPS接收机模型,对干扰效果进行了仿真计算.仿真结果表明,经过适当改造的伪卫星信号对GPS系统有着很好的干扰效果.     

GPSM码信号的产生与特性分析

GPS采用了一种新的信号形式,其关键技术为BOC(Binary Offset Carrier)调制.基于对GPS M码信号BOC调制的定义与功率谱研究,针对其采用的BOC(10,5)调制方式进行了信号仿真,进一步对其频谱与自相关函数进行了仿真,并针对其特性进行了分析,同时与现在的军用P码信号性能进行了对比,从而得出GPS现代化采用BOC调制的M码信号的优势所在.     

高动态直扩信号模拟器相位模拟技术研究

为了适应对高精度扩频测控设备的研制需求,研究了高动态直扩信号模拟器中相位模拟技术,提出了一种基于在线校正和线性内插相结合的相位模拟方法,避免了以牺牲实现资源来提高相位精度的模拟方式,可高精度地模拟出高动态情况下接收机与目标方之间的相对运动。理论分析、仿真结果、实测数据均验证了方法的有效性,已成功应用于某航天型号模拟器产品中。     

远程复杂通信电磁环境模拟器的设计与实现

通信电磁环境模拟器是保障完成通信对抗装备检测与训练的重要设备。提出了一种基于任意波形发生器和嵌入式GPRS/GPS模块的远程模拟器设计方案。同时,讨论了一种模拟器的组网拓扑设计,实现了复杂信号环境生成。解决了远程通信电磁环境生成问题,具有很高的工程应用价值。     

STK/Connect模块在GPS仿真演示系统中的应用

卫星工具软件STK(Satellite Tool Kit)是航天领域中进行卫星系统分析和仿真的有效工具,其重要模块之一STK/Connect可提供用户在客户机/服务器环境下与STK连接的功能.在深入研究STK/Connect模块的核心技术的基础上,详细说明了第三方应用程序与STK进行通信的方法,并将其应用于GPS应用仿真演示系统,同时进行了编程实现,取得了较好的效果.