[发明专利]可扩展的多频点卫星导航信号模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，包括卫星导航信号模拟器。

背景技术

卫星导航信号模拟源可以模拟卫星导航信号，在卫星接收机的生产和研究过程中具有广泛的应用前景。目前具有多种卫星导航系统，如GPS，GALILEO，COMPASS等。目前市场上卫星导航信号模拟源价格昂贵，配置不可根据需要更改。

发明内容

本发明提出了一种可扩展的多频点导航信号模拟源系统结构，由多个单频点信号发生模块4组合而成，该信号发生模块4可根据需要扩展；各个单频点信号发生模块具有统一的输入输出接口；仿真数据通过网络交换机1输出至各个单频点发生模块；接口控制板2接收各模块输出的状态信息，进行处理后由显示单元7显示出来；计算机可以选择内置式或外置式。

该模拟源由多个单频点模块组成；单频点模块采用通用的数据接口、统一的时频基准、统一的控制接口，可以非常容易组成多频点导航信号源。比如，如果需要加入GALILEO模拟功能，只需加入一块GALILEO频点模块即可。

系统采用可扩展的结构。导航信号模拟源首先需要产生数学仿真数据。首先采用计算机产生数学仿真数据，仿真数据格式如图4所示，包含时间信息和多颗卫星数据信息。卫星数据信息包含卫星导航电文和观测数据。观测数据包含伪距信息、多普勒频移和功率信息。仿真数据采用统一的格式编排。

该仿真数据通过网络分发到每个单频点信号模拟模块，单频点信号模拟模块读取数据，自动识别需要提取的信息，产生卫星的PRN码，对导航电文进行调制；通过伪距信息计算出实时伪距，再对调制后的数据进行处理，生成数字基带信号。单频点信号模拟模块可产生多颗卫星的数字基带信号，在数字域叠加后再调制到输出频点。卫星导航信号模拟源包括多块单频点信号模拟模块，各模块输出的信号输入一个射频合成器，合成一路输出。

单频点信号发生模块具有统一的电源接口、时频基准输入、数据接口和控制接口。系统具有一个统一的频率基准，单频点信号发生模块接收该频率基准输出的频率信号。系统具有一个接口控制板，接收单频点信号发生模块的状态信息；接口控制板与显示单元相连，显示单元可以显示输出的频点、模拟仿真进行的进度。

采用该种模式构建的卫星导航信号模拟源其特征在于：单频点信号发生模块可以根据实际需要灵活配置，系统设计时预留了配置单频点信号发生模块的接口，当增加一块单频点信号发生模块时，只需增加一条电源线、数据线、控制线、时频输入线和射频输出线即可。

附图说明

图1为卫星导航信号模拟器结构示意图。

图2为接口控制板结构示意图。

图3为单频点信号模拟模块的结构图。

图4为仿真数据格式。

图5为单颗卫星数据。

具体实施方式

卫星导航信号模拟需要的数据由计算机产生，可以由外接计算机9运行数据仿真软件产生，也可采用内置计算机主板8产生。产生的数据送至网络交换机1，网络交换机具有多个端口，数据线10一端接在网络交换机1的一个端口，另一端接到单频点信号发生模块4。单频点信号发生模块4接收数据，产生单频点的模拟信号；一台模拟源可包含多个单频点信号发生模块4。时频基准3产生系统需要的频率信号，分为多路输出；同轴线12一端接在时频基准3上，另一端接在单频点信号发生模块4；多个单频点信号发生模块的输出通过射频信号合路器5输出，同轴线13一端连在单频点信号发生模块4，另一端连在射频信号合路器5上。接口控制板2具有多个控制口，排线11一端接在控制口，另一端接在单频点信号发生模块4上。

系统的可扩展性体现在，当需要扩展频点输出时，则增加该频点的信号发生模块，增加一条数据线10，排线11，同轴线12，同轴线13和电源线即可。当需要改变频点输出时，直接将单频点信号发生模块替换即可。

接口控制板如图2所示，接口控制板2上装有多个接口控制槽14，采用排线11将接口控制槽与单频点信号发生模块相连；接口控制槽采用双排插针结构，外围缺口防止误插。

单频点信号模拟模块的结构如图3所示，其主要包含FPGA芯片18、射频模块16；网络控制芯片17为RJ45网络接口15提供驱动；射频模块16接受FPGA芯片18的控制和数据，接受时频信号的输入，产生射频信号。控制接口19提供了与接口控制板2之间的连接；编程接口20提供了与FPGA编程器的连接，可实现FPGA程序的在线输入。