高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器軟件研究.pdf

1、GPS衛(wèi)星信號模擬器是一種可以產(chǎn)生高精度標(biāo)準(zhǔn)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航模擬信號的仿真信號源，本文以GPS衛(wèi)星信號模擬器軟件的開發(fā)為背景，著重對軟件需求及開發(fā)過程中涉及的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。
　　論文針對美國研制的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，研究與之對應(yīng)的GPS衛(wèi)星信號導(dǎo)航模擬器軟件。根據(jù) GPS典型信號特征及典型GPS衛(wèi)星信號模擬器應(yīng)用需求，在GPS信號模擬器基礎(chǔ)上，依據(jù)軟件工程中對軟件需求的分析方法及設(shè)計模式典型思路進(jìn)行上位機(jī)軟件架構(gòu)設(shè)計，提出了將

2、一次模擬仿真過程視為一個“工程”的設(shè)計思路，實(shí)現(xiàn)了對模擬器軟件仿真數(shù)據(jù)的回溯及開發(fā)機(jī)制。針對GPS系統(tǒng)特點(diǎn)，根據(jù)模擬器對偽隨機(jī)碼性能的要求設(shè)計了基于FPGA與DSP的嵌入式軟件模塊，基于TI公司6000系列DSP芯片與Altera公司的CycloneIII系列FPGA提出并設(shè)計了基于DDS的碼NCO數(shù)字邏輯與控制邏輯，完成了部分軟件的編碼實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證了軟件需求的正確性和軟件設(shè)計的合理性。利用正圓形錐投影法，對衛(wèi)星信號模擬器最常使用的坐標(biāo)系

3、問題，進(jìn)行算法研究，建立了空間坐標(biāo)到投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換模型，驗(yàn)證了地心地固坐標(biāo)系到經(jīng)緯度坐標(biāo)系在模擬器軟件中使用的正確性。針對GPS使用的時間系統(tǒng)進(jìn)行研究，建立了UTC時間到GPS時間的轉(zhuǎn)換模型。論文提出了GPS衛(wèi)星信號模擬器軟件中重要的誤差模型，并依據(jù)模擬器的信號特點(diǎn)研究了這些模型的適用范圍和使用方法。依據(jù)多普勒頻偏定義，提出采用含有加速度、加加速度的徑向變速運(yùn)動軌跡模型，對多普勒頻偏對動態(tài)衛(wèi)星信號的影響進(jìn)行推算，得出基于該運(yùn)動軌跡模型的