[发明专利]一种卫星导航抗干扰测试模拟器及其模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星导航抗干扰测试模拟器及其模拟方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

随着我国卫星导航事业的蓬勃发展，卫星导航的应用越来越广，人们对于卫星导航的需要也越来越紧密。但是，由于导航信号非常微弱，卫星导航接收机容易受到外界干扰。因此卫星导航接收机的抗干扰性能已经成为卫星导航发展的重要瓶颈。

目前，我国卫星导航接收机的抗干扰性能整体有待提高，其中对于抗干扰测试手段存在能力不足。传统的抗干扰测试方法采用室外测试，测试结果依赖于卫星状况，建筑物遮挡以及周围电磁环境等影响，且测试结果不具备重复性。

随着卫星导航抗干扰性能的测试需求，需要采用卫星导航抗干扰测试模拟器在室内搭建卫星导航抗干扰测试环境。国内的研究尚属于起步阶段，国外未见公开文献发表。且目前对导航信号抗干扰测试的局限于室内的有线测试或外场测试，不能满足室内的抗干扰无线测试需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星导航抗干扰测试模拟器及其模拟方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种卫星导航抗干扰测试模拟器，其外围设备为发射天线、干扰源和GNSS接收机，GNSS接收机对干扰源及卫星导航抗干扰测试模拟器经过发射天线发送的信号进行处理，抑制干扰源发射的信号，正常接收卫星导航抗干扰测试模拟器发送的信号；

该模拟器包括卫星导航数学仿真软件、中频导航信号生成子系统和上变频模块；其中，卫星导航数学仿真软件包括卫星导航电文生成模块、实时仿真控制模块和观测数据生成模块；中频导航信号生成子系统包括导航信号处理模块和中频信号生成模块；

卫星导航电文生成模块，根据实时仿真控制模块发送的控制指令和时间同步信息，按照导航电文格式，编码生成卫星导航电文；

实时仿真控制模块，接收导航信号处理模块发送的时间同步信息，并将时间同步信息发送给观测数据生成模块和卫星导航电文生成模块，完成系统的时间同步；然后将控制信息发送给卫星导航电文生成模块、观测数据生成模块和导航信号处理模块，完成对系统的控制；

观测数据生成模块，根据载体运动信息及实时仿真控制模块发送的时间同步信息和控制信息，实时生成接收机的观测数据，所述观测数据包括伪距信息、载波相位信息和功率，其中伪距信息包括伪距、伪距率和伪距2、3阶量；所述载波相位信息包括载波相位和载波相位1～3阶量；

导航信号处理模块，接收实时仿真控制模块发送的控制信息，卫星导航电文生成模块发送的导航电文和观测数据生成模块生成的观测数据；当收到中频信号生成模块的时间同步信息，即中断信号时，根据收到的导航电文和观测数据生成环路参数和导航电文发送给中频信号生成模块；

中频信号生成模块，接收导航信号处理模块发送的环路参数和导航电文，生成时间同步信息发送给导航信号处理模块，同时生成多路中频导航信号发送给上变频模块，其中每路中频导航信号包含1颗GPS或COMPASS中频导航信号；

上变频模块，根据中频信号生成模块生成的多路中频导航信号，将多路中频信号上变频至对应的多路射频信号，并将多路射频信号分别输送给对应的多个发射天线；

所述的射频信号包括GPS导航信号和COMPASS导航信号；

上述的观测数据生成模块包括：

时空系统仿真单元，将时间系统和空间系统转化为导航系统的时间和空间坐标，并将时间和空间发送给卫星轨道仿真单元；

卫星轨道仿真单元，接收时空系统仿真单元发送的时间和空间坐标，根据轨道计算公式，实时生成当前时刻的卫星轨道运动参数，将卫星轨道运动参数发送给伪距生成单元、伪距率生成单元、载波相位生成单元和辅助单元；

卫星钟差仿真单元，实时计算当前时刻卫星钟差信息，并发送给伪距生成单元、伪距率生成单元、载波相位生成单元和辅助单元；

电离层效应仿真单元，实时计算电离层延迟，将电离层延迟发送给伪距生成单元、伪距率生成单元、载波相位生成单元和辅助单元；

对流层效应仿真单元，实时计算当前时刻对流层延迟，将对流层延迟发送给伪距生成单元、伪距率生成单元、载波相位生成单元和辅助单元；

相对论效应仿真单元，实时计算当前时刻相对论效应的延迟，将相对论延迟发送给伪距生成单元、伪距率生成单元、载波相位生成单元和辅助单元；

地球自转效应仿真单元，实时计算当前时刻地球自转引起的延迟，将地球自转延迟发送给伪距生成单元、伪距率生成单元、载波相位生成单元和辅助单元；