GPS數(shù)字中頻信號仿真.pdf

1、GPS信號源可以為接收機的開發(fā)與測試提供仿真環(huán)境，從而檢驗接收機是否達到了預(yù)期的設(shè)計目標。由于衛(wèi)星發(fā)射時使用高頻率載波，這些高頻率不容易過濾和解調(diào)。于是，接收機在處理接收數(shù)據(jù)前都是先對接收到的射頻信號（RFsignal）經(jīng)天線前端下變頻轉(zhuǎn)化為中頻信號(IFsignal)，由A/D采樣并量化成數(shù)字中頻信號后，接下來再進行信號處理。所以，GPS接收機的所有研究都是從數(shù)字中頻信號這一基礎(chǔ)開始的，只有提供合適的中頻數(shù)字信號才能被GPS接收機接收

2、處理。因此，GPS數(shù)字中頻信號的模擬對GPS軟件接收機的研制開發(fā)有著重要意義。
　　 本文中以GPS中頻信號的生成仿真為研究目標。在整個研究過程中，主要的研究內(nèi)容如下:
　　 首先深入理解GPS信號體制和擴頻通信的有關(guān)知識，詳細介紹了偽隨機碼和導(dǎo)航電文的結(jié)構(gòu)內(nèi)容。GPS信號有兩種偽隨機碼——粗捕獲碼(C/A碼)和精捕獲碼（P碼）。由于，P碼專供接收機作為軍用偽碼，一般用戶不能使用。本文研究內(nèi)容是以L1載波上C/A碼作為對

3、象，仿真實現(xiàn)GPS數(shù)字中頻信號。
　　 為了實現(xiàn)后續(xù)信號的仿真，詳細論述了GPS信號從發(fā)射到接收轉(zhuǎn)換為中頻信號的數(shù)學(xué)模型，給出了信號傳播過程中的誤差源——電離層延遲、對流層延遲、噪聲以及多徑效應(yīng)的模擬模型，通過迭代算法求出信號發(fā)射時刻，同時對衛(wèi)星和接收機之間的多普勒頻移進行研究，這些為信號的仿真提供了理論和算法基礎(chǔ)。
　　 本文通過MATLAB編程實現(xiàn)了GPS衛(wèi)星C/A碼，導(dǎo)航電文以及數(shù)字中頻信號的生成。同時，搭建了GP

4、S數(shù)字中頻信號的Simulink模型，實現(xiàn)了數(shù)字中頻信號生成的系統(tǒng)級仿真，并給出了仿真結(jié)果。通過軟件仿真的中頻信號為接收機許多算法的研究，比如衛(wèi)星信號的捕獲、跟蹤算法等提供了基礎(chǔ);而且參數(shù)可控的GPS中頻信號發(fā)生器具有良好的靈活性，通過設(shè)置不同的參數(shù)就可以提供不同的仿真環(huán)境，方便且易操作。本文研究的成果也可以為衛(wèi)星模擬器的研究提供借鑒。
　　 最后在MATLAB/Simulink仿真基礎(chǔ)上，利用DSPBuilder工具對GPS信