基于LabVIEW与MATLAB混合编程的GPS L1信号模拟

摘要

卫星导航信号模拟器用于在实验室等室内环境中模拟产生各种实际环境下的卫星导航信号。它可以根据接收机动态特性,对各种干扰与误差进行模拟控制与修正,生成实际接收到的卫星导航信号,从而测试接收机的相关性能。为了满足卫星导航信号的调制方式、多路复用方式以及扩频码试验验证需求,对测距精度、抗干扰、抗多径、兼容性等方面性能进行验证、评估与优化,一个能够定量评估、可重复、具有足够精度、可以模拟多种应用环境的卫星导航信号模拟器是必不可少的。
　　本文即以GPSL1信号为例,着重介绍一种采用LabVIEW与MATLAB混合编程,控制虚拟仪器来模拟产生卫星导航信号的思想与具体的实现方法。首先简单描述了GPS导航信号的特性,确定以C/A码作为本文的研究对象;然后基于MATLAB编程,研究L1基带信号的生成方法;随后重点讨论了基于LabVIEW对基带信号进行处理的方式与途径以及控制硬件设备模拟产生射频信号的方法;最后通过LabVIEW配合相关的虚拟仪器设备搭建了一个信号采集平台,通过频谱仪与信号采集平台对产生的信号进行了分析与验证。
　　本文将“虚拟仪器”技术引入到卫星导航信号模拟器的设计当中,具有实现简单,可控性、兼容性与扩展性更好的特点,可以在通用平台基础上快速实现专用模拟器的功能,从而缩短开发周期,满足多体制导航信号验证的需求。

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1 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文章节安排

1.4 本章小结

2 GPS信号特性

2.1 GPS信号频率特性

2.2 GPS测距码特性

2.3 GPS数据码特性

2.4 本章小结

3 GPS信号生成

3.1 直接序列扩频（DSSS）

3.2 扩频码特性

3.3 本章小结

4 GPS信号发生器的设计

4.1 整体结构设计

4.2 基于MATLAB的GPS基带信号生成

4.3 基于LabVIEW的GPS基带信号的处理

4.4 GPS射频信号生成

4.5 结果显示、界面设计

4.6 本章小结

5 GPS信号分析验证

5.1 频谱仪测试验证

5.2 信号采集平台测试验证

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献