[发明专利]一种基于FPGA的卫星导航信号伪码异常模拟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的卫星导航信号伪码异常模拟的方法。

背景技术

近年来，随着全球卫星导航系统技术迅速发展和广泛应用，卫星信号模拟器的研发越来越来受到人们的关注。卫星信号模拟器就是根据载体动态特性等各种因素对卫星信号的影响，模拟产生接收机接收到的各颗卫星信号，从而为导航接收机的研制开发、测试提供仿真环境。卫星信号模拟器功能强大，应用也非常的广泛，它可以产生高动态导航信号，检验接收机的捕获跟踪性能；也可以产生特定导航信号，验证测试方案的可行性；还可以作为比较标准，检验导航接收机的动态测量精度。

导航系统定位的准确性很大程度上取决于导航卫星的信号质量，当导航信号在空间传播时受到干扰或者卫星的硬件设备异常工作时，卫星信号波形会出现失真的情况，这些异常会使用户接收机的定位精度下降，情况严重的甚至会使用户失去定位能力，影响卫星导航服务质量。因此，在正常的导航信号模拟器的基础上研发导航异常信号模拟器是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于FPGA的卫星导航信号伪码异常模拟的方法，能够提供卫星导航异常模拟信号，从而为导航信号服务质量监测提供必要的测试条件。

实现本发明目的技术方案：

一种基于FPGA的卫星导航信号伪码异常模拟的方法，其特征在于:

步骤1：通过电文生成器生成正常导航电文，伪码生成器生成正常伪码；

步骤2：正常导航电文通过异常电文模块产生异常的导航电文，正常伪码通过伪码异常模块产生异常的伪码；

步骤3：异常的导航电文和异常的伪码经过异或运算后，经过多普勒频移、载波调制后输入至DA转换模块；

步骤4：DA转换模块输出的模拟信号输入至射频发送模块进行信号发送。

时频信号处理单元产生10MHz高稳时钟信号，时钟信号经DDS数字频率合成模块产生电文生成器、伪码生成器所需动态的时钟。

步骤2中，所说的异常伪码可以是TMA异常伪码、TMB异常伪码或者TMC异常伪码。

本发明具有的有益效果：

本发明通过电文生成器生成正常导航电文，伪码生成器生成正常伪码；正常导航电文通过异常电文模块产生异常的导航电文，正常伪码通过伪码异常模块产生异常的伪码；异常的导航电文和异常的伪码经过异或运算后，经过多普勒频移、载波调制后输入至DA转换模块进行发送。本发明可以模拟出导航信号可能会产生的的伪码异常情况，包括TMA异常、TMB异常、TMC异常，为导航信号异常情况和抗干扰技术的研究提供较真实的仿真环境，为导航信号服务质量监测提供必要的测试条件。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是延迟0.3个码片的TMA异常信号时域波形图；

图3是TMB异常信号时域波形图；

图4是TMC异常信号时域波形图。

具体实施方式

如图1所示，本发明基于FPGA的卫星导航信号伪码异常模拟的方法包括如下步骤：

步骤1：导航信号通过电文生成器生成正常导航电文，伪码生成器生成正常伪码；

步骤2：正常导航电文通过异常电文模块产生异常的导航电文，正常伪码通过伪码异常模块产生异常的伪码；所说的异常伪码可以是TMA异常伪码、TMB异常伪码或者TMC异常伪码。

步骤3：异常的导航电文和异常的伪码经过异或运算后，经过多普勒频移、载波调制后输入至DA转换模块；

步骤4：DA转换模块输出的模拟信号输入至射频发送模块进行信号发送。

实施本发明方法的卫星导航信号模拟器硬件包括板卡、FPGA、RAM、时频信号处理单元、监控单元、DA转换器、射频发送模块。

时频信号处理单元为板卡提供10MHz高稳时钟输入，在FPGA完成时钟的倍频、分路功能，时钟信号经DDS数字频率合成模块产生电文生成器、伪码生成器所需动态的时钟。

具体实现如下：

(1)正交调制实现

正交调制以QPSK信号产生过程为例，功率平衡的QPSK信号可分解为两路载波正交的BPSK之和：

其中：I(n),Q(n)＝±1,为初相，w为载波角频率，t为时间变量，则

I﹑Q的四种组合分别对应四种不同的相位,从而能够实现四相调制。