[发明专利]高动态多模式卫星导航信号源模拟方法及其装置

权利要求书

1、一种高动态多模式卫星导航信号源模拟方法及其装置，其特征在于包括以下步骤：

1)控制模块读取用户对模拟器工作参数，工作参数包括：接收机类型参数、接收机最大速度、加速度、加加速度参数、接收机工作环境参数、系统起始时刻时间世界协调时时间参数；

2)卫星参数计算模块根据工作参数，计算接收机当前时刻收到的全球卫星定位系统、全球导航卫星系统和北斗二代卫星导航系统三种模式导航系统中可见卫星的状态参数；

3)将卫星信号状态参数载入到卫星信号产生器中，产生实时卫星信号送入导航接收机，得到伪距和定位信息；

4)将伪距和定位信息送入接收机性能分析模块，与可见卫星状态参数值比较，判断接收机的捕获、跟踪和定位性能，并将结果输出给用户。

2、根据权利要求1所述的一种高动态多模式卫星导航信号源模拟方法及其装置，其特征在于，所述的卫星参数计算模块根据工作参数，计算接收机当前时刻收到的全球卫星定位系统、全球导航卫星系统和北斗二代卫星导航系统三种模式导航系统中可见卫星的状态参数包括以下步骤：

1)初始化模块，将从接收机获得的卫星历书数据和广播星历数据导入存储器中；

2)从存储器读取卫星历书数据，根据历书数据计算卫星粗略轨道位置；

3)计算接收机速度、加速度和加加速度参数计算接收机在三种导航模式坐标系统中的位置坐标；

4)由卫星位置坐标和卫星粗略轨道位置判断卫星仰角，选取仰角大于规定值的卫星进行模拟；

5)根据用户设定的起始世界协调时时间，由广播星历数据计算每颗可见卫星精密轨道位置，得到N个插值节点时刻卫星精确位置；

6)利用内文利插值方法流水计算当前时刻每颗可见卫星位置，如果精度不够，使用广播星历计算一个新插值点，直到卫星轨道位置精度达到要求；

7)根据接收机位置和卫星轨道位置，迭代计算每颗可见卫星信号空间传播延时；

8)根据广播星历计算当前时刻电离层传播误差，使用霍普菲尔德模型计算对流层传播误差；

9)由用户设定的接收机环境，根据卫星信号三阶模型计算卫星多径误差；

10)根据广播星历，计算星钟误差；

11)由卫星信号空间传播延时、电离层传播误差、对流层传播误差、卫星多径误差和星钟误差，推算卫星信号发射时刻的状态参数，包括每颗可见卫星的码数控振荡器的相位值、码相位、20ms历元计数器、电文比特位置、载波频率、信噪比、信号功率电平。

3、根据权利要求1所述的一种高动态多模式卫星导航信号源模拟方法及其装置，其特征在于，所述的将卫星信号状态参数载入到卫星信号产生器中，产生实时卫星信号送入导航接收机，得到伪距和定位信息包括以下步骤：

1)将载入的卫星状态参数解析到相应的寄存器，根据三模式可见卫星序列号，选择各自的码产生器，在码数控振荡器中产生的码钟推动下产生伪随机码；

2)伪随机序列与卫星电文比特调制后，送入上变频器，产生I、Q两路矢量中频信号；

3)调整矢量中频卫星信号的功率，与固定功率的带限高斯白噪声相加，送入射频模块中进行矢量调制，经衰减器调节合成信号发射功率后输出。

4、根据权利要求1所述的高动态多模式卫星导航信号源模拟方法及其装置，其特征在于，所述的接收机性能分析模块包含以下步骤：

1)将卫星参数计算模块产生的接收机位置、卫星信号与接收机的伪距等信息存入寄存器中；

2)读取接收机的解算和接收机计算伪距值，并与模拟器本地保存的数据比较，分析接收机的捕获、跟踪和定位性能。

5、一种如权利要求1所述方法设计的高动态多模式卫星导航信号源模拟方法及其装置，其特征在于，用户接口模块(107)与控制模块(101)、卫星参数计算模块(102)、卫星信号产生模块(103)、输出装置(104)、高动态多模式接收机(105)、接收机性能分析模块(106)相接，控制模块(101)与卫星信号产生模块(103)、接收机性能分析模块(106)相接，接收机性能分析模块(106)与卫星参数计算模块(102)相接。