GPS/GLONASS卫星信号模拟器关键技术研究及DSP实现

摘要

为了测试GPS/GLONASS接收机的性能，需要GPS/GLONASS卫星信号模拟器提供一个高精度、高稳定性、环境复杂且可复现的 GPS/GLONASS信号。同时，通过对 GPS/GLONASS完善系统的模拟，能够对其兼容性和互操作性等方面有很深刻的认识，对“北斗二代卫星导航系统”的建设有一定的借鉴作用。
　　本论文对GPS/GLONASS卫星信号模拟器的关键技术进行研究，通过分析 GPS和GLONASS卫星导航系统的原理，建立数学模型，然后从两个系统信号结构的不同点出发，在高精度卫星信号延迟和时—空同步等关键技术进行深入研究，逆向研究信号在传播中所受到的几种主要延迟影响，包括空间传播延迟、卫星时钟延迟、地球自转效应引起的延迟、电离层延迟和对流层延迟等。提出了GLONASS电离层延迟算法和GPS/GLONASS模拟器中时间、空间统一的算法。所有算法经过DSP+FPGA硬件平台测试通过。GPS/GLONASS模拟器总体结构采用基于DSP+FPGA的硬件平台，DSP负责所有导航算法实现，FPGA负责数字信号生成等辅助控制，经 D/A模块和射频模块得到混合的 GPS/GLONASS射频信号。经过商用接收机验证，其定位精度和稳定度达到商用接收机的理论值。
　　本论文在重点分析关键技术的基础上，提出了 GPS/GLONASS卫星信号模拟器的总体结构和硬件实现中DSP和FPGA的设计流程，详细分析了DSP和FPGA关键模块的设计过程。此外，还对DSP关键的系统配置进行了简要介绍。

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第一章 绪论

§1.1 课题研究背景及意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 论文主要研究内容及结构安排

第二章 GPS/GLONASS系统的工作原理

§2.1 GPS信号体制

§2.2 GLONASS信号体制

§2.3 本章小结

第三章 高精度GPS/GLONASS信号延迟技术

§3.1 空间传播延迟

§3.2 卫星时钟延迟

§3.3 地球自转效应引起的延迟

§3.4 电离层延迟

§3.5 对流层延迟

§3.6 本章小结

第四章 GPS/GLONASS卫星导航系统时空同步技术

§4.1 GPS/GLONASS信号时间同步技术

§4.2 GPS/GLONASS空间坐标同步技术

§4.3 本章小结

第五章 GPS/GLONASS卫星信号模拟器硬件实现及性能分析

§5.1 GPS/GLONASS卫星信号模拟器总体方案

§5.2 DSP系统配置

§5.3 DSP设计流程

§5.4 FPGA设计流程

§5.5 性能分析

§5.6 本章小结

第六章 总结与展望

§6.1 论文工作总结

§6.2 研究展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果