[發(fā)明專利]一種基于PXI總線的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)干擾仿真和性能分析平臺(tái)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510427601.5
• 申請(qǐng)日: 2015-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN104977592B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦紅磊;蘇紅偉;郎榮玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/23
• 分類號(hào): G01S19/23;G01S19/21
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所11121
• 代理人: 姜榮麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，涉及導(dǎo)航衛(wèi)星干擾信號(hào)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PXI總線的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)干擾仿真和發(fā)射，并且分析各種干擾信號(hào)對(duì)接收機(jī)的定位誤差、誤碼率、碼相位、C/A相關(guān)函數(shù)的影響。

背景技術(shù)

伴隨著航天技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在軍事和民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于GNSS的所有工作頻率和帶寬已知，并且GNSS信號(hào)到達(dá)地面時(shí)已相當(dāng)微弱，所以容易受到干擾。干擾會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)航精度降低或是GNSS接收機(jī)完全失鎖，因此衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的抗干擾技術(shù)將逐漸成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

針對(duì)GNSS信號(hào)的特點(diǎn)，在靜態(tài)干擾或動(dòng)態(tài)干擾情況下，通過(guò)分析不同類型的干擾信號(hào)在不同頻點(diǎn)、不同功率、不同帶寬下同時(shí)對(duì)GNSS接收機(jī)性能的影響，就可以有效地提出GNSS接收機(jī)的抗干擾方案，對(duì)接收機(jī)的抗干擾研究和測(cè)試具有實(shí)用價(jià)值。這就需要提供一個(gè)靈活可控的GNSS干擾信號(hào)仿真和性能分析平臺(tái)作為測(cè)試評(píng)估的必要手段，為分析GNSS接收機(jī)的抗干擾能力以及設(shè)計(jì)導(dǎo)航信號(hào)體制提供一種有效的測(cè)試工具。

PXI總線是以PCI(Peripheral Component Interconnect)及CompactPCI為基礎(chǔ)再加上一些PXI特有的信號(hào)組合而成的一個(gè)系統(tǒng)。PXI繼承了PCI的電氣信號(hào)，使得PXI擁有如PCI的極高的傳輸數(shù)據(jù)的能力。觸發(fā)總線在背板上從系統(tǒng)槽連接到其余的外設(shè)槽，可以讓多個(gè)儀器模塊之間傳送時(shí)鐘信號(hào)、觸發(fā)信號(hào)以及特定的傳送協(xié)議，完成上位機(jī)與儀器板卡之間的控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于PXI總線的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)干擾仿真和性能分析平臺(tái)，主要包括平臺(tái)控制模塊、干擾信號(hào)仿真模塊、干擾信號(hào)性能分析模塊三個(gè)功能模塊。

1、平臺(tái)控制模塊主要包括三個(gè)功能：干擾仿真任務(wù)配置、干擾信號(hào)數(shù)字生成和儀器控制。

干擾仿真任務(wù)配置，是指用戶在上位機(jī)中設(shè)置所要仿真的干擾信號(hào)的類型以及參數(shù)。

干擾信號(hào)數(shù)字生成，是指在Matlab編程環(huán)境下，根據(jù)干擾信號(hào)的數(shù)學(xué)模型以及干擾仿真任務(wù)配置中的參數(shù)生成干擾信號(hào)的數(shù)字信號(hào)形式。

儀器控制，根據(jù)干擾仿真任務(wù)配置要求，配置各個(gè)儀器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的控制。

2、干擾信號(hào)仿真模塊的功能包括干擾信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換、干擾信號(hào)上變頻、干擾射頻信號(hào)發(fā)送。

干擾信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換，是指平臺(tái)控制模塊生成的數(shù)字信號(hào)干擾數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到FPGA載板的DDR中，再由FPGA控制高速DA轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為I、Q兩路中頻干擾模擬信號(hào)。

干擾信號(hào)上變頻，使信號(hào)源提供的本振信號(hào)和中頻干擾模擬信號(hào)以正交調(diào)制的方式上變頻到干擾射頻信號(hào)。

干擾射頻信號(hào)發(fā)送，把生成的干擾射頻信號(hào)通過(guò)射頻天線發(fā)射出去。

3、干擾信號(hào)性能分析模塊包括射頻前端、軟件接收機(jī)和干擾射頻信號(hào)性能分析。

射頻前端，就是指軟件接收機(jī)的射頻信號(hào)接收設(shè)備。

軟件接收機(jī)，就是指利用AD后的數(shù)據(jù)，完成衛(wèi)星信號(hào)的捕獲、跟蹤和定位解算的功能。采用軟件接收機(jī)的方法可以靈活的根據(jù)需要計(jì)算出干擾射頻信號(hào)性能分析中需要的參數(shù)。

干擾射頻信號(hào)性能分析，主要分析不同的干擾形式對(duì)軟件接收機(jī)接收的衛(wèi)星信號(hào)的影響，包括軟件接收機(jī)的定位誤差、信噪比、誤碼率、碼相位、C/A碼相關(guān)函數(shù)的變化，為抗干擾方案的制定提供依據(jù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、平臺(tái)通過(guò)射頻天線發(fā)射干擾信號(hào)，使仿真干擾環(huán)境更加貼近真實(shí)的干擾環(huán)境。

2、平臺(tái)可以產(chǎn)生多種干擾組合的復(fù)雜干擾環(huán)境，包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、單一干擾、多種干擾，使得干擾環(huán)境更加復(fù)雜多變。

3、平臺(tái)采用基于PXI總線的結(jié)構(gòu)，具有更大的靈活性和擴(kuò)展性，具有通用性，為后續(xù)干擾仿真平臺(tái)的升級(jí)換代打下了良好的基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的基于PXI總線的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)干擾仿真和性能分析平臺(tái)組成示意圖；

圖2是中心頻率為50Mhz，帶寬為2.046Mhz的濾波器波形示意圖；

圖3是50Mhz余弦波數(shù)據(jù)波形圖；

圖4是50Mhz余弦波頻域圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。