[發(fā)明專利]一種北斗三代衛(wèi)星信號模擬系統(tǒng)及模擬信號產(chǎn)生方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811464539.7
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109444923A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符強;程雷;紀(jì)元法;孫希延;陳孝倩;雷正強
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 陸夢云

本發(fā)明公開了一種北斗三代衛(wèi)星信號模擬系統(tǒng)及模擬信號產(chǎn)生方法，它是利用上位機經(jīng)RS232串口與FPGA完成實時信息交互，上位機把用戶定義的數(shù)據(jù)發(fā)給FPGA，同時，F(xiàn)PGA將自身存儲的信息回傳給上位機用于顯示。FPGA與DSP通過EMIF地址線完成信息的實時交互，在中斷到來時，DSP將計算的各種參數(shù)傳給FPGA，同時，F(xiàn)PGA將存儲的特定數(shù)據(jù)回傳給DSP用于校驗。之后，F(xiàn)PGA將生成的信號經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換模塊后傳給上變頻模塊，最終由發(fā)射天線或射頻電纜發(fā)射出去。本發(fā)明采用程序模塊共用的方法，基帶板使用DSP+FPGA組合的方式完成對基帶信號的處理，從而有效縮短了研發(fā)周期，降低了模擬器硬件成本，方便測試環(huán)境構(gòu)建。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，具體是一種北斗三代衛(wèi)星信號模擬系統(tǒng)及模擬信號產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)

GNSS(Global Navigation Satellite System)即“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”，是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的統(tǒng)稱，包含美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國的BDS、歐盟的Galileo系統(tǒng)。迄今為止，能夠?qū)崿F(xiàn)全球覆蓋的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)只有兩個，一個是美國的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，另一個是俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。目前，北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組建還不夠完善，無法實現(xiàn)全球覆蓋，服務(wù)區(qū)域僅僅局限于亞太地區(qū)。為了使北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更好的為全球提供服務(wù)，我國將最終發(fā)射35顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星(5顆靜止軌道衛(wèi)星+3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星+27顆中圓軌道衛(wèi)星)，采用無源與有源導(dǎo)航方式相結(jié)合的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗三代較之前的二代導(dǎo)航系統(tǒng)在信號體制(包括頻率、信號調(diào)制方式、碼速率、電文格式等)和接收機設(shè)計上都有很大的調(diào)整。所有的這些設(shè)計必須要經(jīng)過不斷的驗證，找到一種最合理的設(shè)計來確定最終的設(shè)計。北斗三代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在不久的將來就可以為全球提供精確的位置定位服務(wù)，特別是對我國軍事導(dǎo)航領(lǐng)域更是質(zhì)的飛躍。北斗三代衛(wèi)星信號模擬器的研制，對于接收機的發(fā)展至關(guān)重要，可以在實驗室就模擬高動態(tài)等復(fù)雜環(huán)境用于接收機的測試，尤其對軍用飛機、導(dǎo)彈及航天器一類的高動態(tài)用戶來說更是如此。

北斗三代衛(wèi)星信號模擬器BIC的頻率調(diào)整為1575.42MHz、信號增加了BOC調(diào)制、在碼速率和電文格式上均做了很大的調(diào)整，同時又涉及很多高尖精的技術(shù)，技術(shù)難度很大。但是北斗三代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的導(dǎo)航系統(tǒng)，對于軍用接收機的終端研發(fā)和導(dǎo)航系統(tǒng)驗證有著很大的意義。因此，突破衛(wèi)星信號模擬器關(guān)鍵技術(shù)，研制出高性能的北斗三代衛(wèi)星信號模擬器，對于我國軍事和民用的發(fā)展至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種北斗三代衛(wèi)星信號模擬系統(tǒng)及模擬信號產(chǎn)生方法，以實現(xiàn)北斗三代衛(wèi)星信號的模擬，從而滿足北斗三代接收機的研制和測試需求。

為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種北斗三代衛(wèi)星信號模擬系統(tǒng)，包括順序連接的DSP核心板、FPGA信號處理模塊、上變頻模塊和發(fā)射天線/輸出電纜模塊，其中：

DSP核心板與上位機連接，將接收到上位機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分類存儲，并根據(jù)傳輸過來的數(shù)據(jù)進行電文編寫；

FPGA信號處理模塊，對由DSP核心板傳輸過來的載波NCO值和碼NCO值進行累加，同時產(chǎn)生中斷計數(shù)傳送給DSP核心板，用于DSP核心板中電文的編寫與傳輸、NCO值的計算與傳輸；

上變頻模塊，將載波調(diào)制模塊輸出的基帶信號上變頻為射頻信號，并送入發(fā)射天線；

發(fā)射天線，將射頻信號發(fā)射出去。

所述FPGA信號處理模塊，具有與DSP核心板之間的數(shù)據(jù)交互、載波NCO和碼NCO值的累加計算以及電文等數(shù)據(jù)的存儲和偽碼生成、擴頻碼調(diào)制、載波調(diào)制等功能，其中：

偽碼生成，生成偽碼，并將偽碼送入擴頻調(diào)制；

擴頻碼調(diào)制，將電文與偽碼進行擴頻調(diào)制后，送入載波調(diào)制；