[發明專利]一種GPS直達與多徑信號模擬器及模擬方法

有效

• 申請號: 201010620200.9
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102176029A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 孫希延;紀元法;施滸立;劉雋;張瑞霞;張順嵐
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

1.一種GPS直達與多徑信號模擬器，其特征在于：包括DSP信息處理模塊、FPGA信號處理模塊、D/A轉換模塊、上變頻模塊、以及發射天線或輸出電纜；DSP信息處理模塊與FPGA信號處理模塊相連；FPGA信號處理模塊輸出接D/A轉換模塊；D/A轉換模塊經上變頻模塊與發射天線或輸出電纜連接；其中FPGA信號處理模塊內設有時間延遲單元和信號合成單元；

DSP信息處理模塊根據用戶需求，設定所模擬的GPS接收機運動軌跡；星歷參數提取并編碼為導航電文；根據用戶設定仿真時刻的運動軌跡和衛星星座，預測GPS衛星是否可見；對于可見星，計算相應仿真時刻的延遲相位、和信號頻率，并把所有可見星的電文、相位信息和頻率信息發給FPGA信號處理模塊；

FPGA信號處理模塊根據DSP信息處理模塊傳輸的衛星狀態，把可見星分配到相應的信號生成通道；根據DSP信息處理模塊傳遞的參數，設定每個衛星的初始載波相位、碼相位、導航電文選擇相位，再根據頻率信息生成相應的電文、碼、載波信號，并完成三者的擴頻、調制，得到GPS直達信號；時間延遲單元復制所產生的GPS直達信號，并對其進行相應的延遲后得到多徑信號分量；GPS直達信號和多徑信號分量在信號合成單元中進行迭加數字合成輸出給后端的D/A數模轉換模塊；

D/A轉換模塊將FPGA信號處理模塊傳來的中頻數字信號轉換為模擬信號后，送至上變頻模塊；

上變頻模塊對D/A轉換模塊輸入的中頻模擬信號進行混頻、濾波，并上變頻到GPS的標稱射頻頻率后經由發射天線或輸出電纜輸出。

2.根據權利要求1所述的一種GPS直達與多徑信號模擬器，其特征在于：時間延遲單元延遲的時間量是模擬器工作時鐘周期的整數倍。

3.根據權利要求1所述的一種GPS直達與多徑信號模擬器，其特征在于：DSP信息處理模塊還設有各類誤差源的誤差模型，DSP信息處理模塊根據各類誤差源，由誤差模型生成相應的誤差仿真信號。

4.根據權利要求1所述的一種GPS直達與多徑信號模擬器，其特征在于：GPS的標稱射頻頻率為1575.42MHz。

5.根據權利要求1所述的一種GPS直達與多徑信號模擬器，其特征在于：發射天線為L波段右旋圓極化全向天線。

6.一種GPS直達與多徑信號模擬方法，其特征是包括如下步驟：

①DSP信息處理模塊根據用戶需求，設定所模擬的GPS接收機運動軌跡；星歷參數提取并編碼為導航電文；根據用戶設定仿真時刻的運動軌跡和衛星星座，預測GPS衛星是否可見；對于可見星，計算相應仿真時刻的延遲相位、和信號頻率，并把所有可見星的電文、相位信息和頻率信息發給FPGA信號處理模塊；

②FPGA信號處理模塊根據DSP信息處理模塊傳輸的衛星狀態，把可見星分配到相應的信號生成通道；根據DSP信息處理模塊傳遞的參數，設定每個衛星的初始載波相位、碼相位、導航電文選擇相位，再根據頻率信息生成相應的電文、碼、載波信號，并完成三者的擴頻、調制，得到GPS直達信號；FPGA信號處理模塊的時間延遲單元復制所產生的GPS直達信號，并對其進行相應的延遲后得到多徑信號分量；GPS直達信號和多徑信號分量在信號合成單元中進行迭加數字合成輸出給后端的D/A數模轉換模塊；

③D/A轉換模塊將FPGA信號處理模塊傳來的中頻數字信號轉換為模擬信號后，送至上變頻模塊；

④上變頻模塊對D/A轉換模塊輸入的中頻模擬信號進行混頻、濾波，并上變頻到GPS的標稱射頻頻率后經由發射天線或輸出電纜輸出。

7.根據權利要求6所述的一種GPS直達與多徑信號模擬方法，其特征在于：步驟②中，時間延遲單元延遲的時間量是模擬器工作時鐘周期的整數倍。

8.根據權利要求6所述的一種GPS直達與多徑信號模擬方法，其特征在于：步驟①還包括有根據DSP信息處理模塊內部建立的各類誤差源的誤差模型生成相應的誤差仿真信號的步驟。

9.根據權利要求6所述的一種GPS直達與多徑信號模擬方法，其特征在于：步驟④所述的GPS的標稱射頻頻率為1575.42MHz。

10.根據權利要求6所述的一種GPS直達與多徑信號模擬方法，其特征在于：步驟④所述的發射天線為L波段右旋圓極化全向天線。