[发明专利]一种同频多系统卫星导航信号生成系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种同频多系统卫星导航信号生成系统。

背景技术

在本世纪前20年，将建成多个全球导航卫星系统(GNSS)，包括美国的GPS导航卫星系统、俄罗斯的GLONASS导航卫星系统、欧洲的GALILEO导航卫星系统和中国的COMPASS导航卫星系统。根据目前各大系统发布的最新信息，四大导航系统情况如表1所示。利用多个系统进行组合，为各类用户提供更高精度的全球导航定位服务成为导航领域新的发展趋势，同时，随着各种多模用户终端的测试需求陆续提出，研究多系统卫星导航信号的生成方法，建设多系统卫星导航信号生成系统也迫在眉睫。

表1  GNSS四大系统情况比较

由于空间多系统导航信号存在信号强度不可控、信号可用性不可控和不可重复的缺点，各接收机厂商均借助于卫星导航信号生成系统来进行多模接收机的研发、调试和测试。关于可在多系统卫星导航信号生成系统中实现的卫星导航信号的生成，主要分为纯软件仿真和射频信号仿真两种。纯软件仿真，依据导航信号的格式和基于接收机天线口面的导航信号数学模型，通过软件编程的方式计算求得射频信号采样数据，多用于算法研究和开发阶段，主要供非实时软件接收机的研究和开发使用，不能对接收机的射频部分进行测试，不能对接收机的捕获和跟踪灵敏度等重要指标进行完全、充分的测试，另外受采样数据的大小和采样频率的精度限制不能支持接收机的长时间在线测试，因此不能支持多模接收机的指标测试和验收等。射频导航信号仿真，依据基于接收机天线口面的导航信号数学模型，模拟接收机接收真实卫星信号的环境，生成实时的物理的射频信号，可供各种类型导航接收机的研究开发使用。目前可查到的射频导航信号生成系统只能模拟生成单一系统单一频点的射频导航信号，如果需要支持多模兼容互操作接收机的研发和测试，需要多个导航信号生成系统进行组网，为保持各系统间的同步还需采取专门指施，整个系统规模庞大，成本极高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种同频多系统卫星导航信号生成系统，能够同时生成多个卫星导航系统的导航信号，灵活性强，能够适应各种调制方式、各种码型、各种码速率、各种电文速率的导航信号生成需求，系统可扩展性强、集成度高，适用范围广泛。

本发明的技术解决方案是：

一种同频多系统卫星导航信号生成系统，所述同频多系统是指频率相近的COMPASS导航系统、GPS导航系统、GALILEO导航系统和GLONASS导航系统，包括多系统主控模块、多系统信号处理模块、COMPASS中频信号生成模块、GPS中频信号生成模块、GALILFO中频信号生成模块、GLONASS中频信号生成模块、DAC模块、上变频模块和时钟频率模块；

时钟频率模块为COMPASS中频信号生成模块、GPS中频信号生成模块、GALILEO中频信号生成模块、GLONASS中频信号生成模块和上变频模块提供时钟，确保COMPASS中频信号生成模块、GPS中频信号生成模块、GALILEO中频信号生成模块和GLONASS中频信号生成模块时间同步；

多系统主控模块将COMPASS导航系统、GPS导航系统、GALILEO导航系统和GLONASS导航系统分别对应的用户输入的控制指令和仿真得到的观测数据、导航电文发送给多系统信号处理模块，并对系统运行状态进行查询；所述观测数据包括时间信息、卫星编号、伪距、速度、加速度、加加速度、功率和载波相位，所述系统运行状态是指多系统信号处理模块的状态信息和各个中频信号生成模块的状态信息；

多系统信号处理模块接收多系统主控模块发送的观测数据、导航电文和控制指令，对各系统的观测数据和导航电文均进行缓存和预处理，对控制信息进行解析后向COMPASS中频信号生成模块、GPS中频信号生成模块、GALILEO中频信号生成模块和GLONASS中频信号生成模块发送控制指令；所述对观测数据预处理是指将观测数据中的伪距、速度、加速度和加加速度转换成时间单位，所述对导航电文预处理是指将不同比特速率的导航电文扩展后统一为相同比特速率的导航电文；