[发明专利]一种电离层闪烁的卫星信号模拟系统及使用方法

权利要求书

1.一种用于电离层闪烁的卫星信号模拟系统，其特征在于：卫星信号模拟系统适用于BDS/GPS卫星信号，包括通过串口连接的硬件装置与上位机，所述上位机配置有上位机软件，上位机软件用于生成硬件装置所需场景文件、配置模拟参数以及控制显示硬件装置；

所述硬件装置包括基带信号模块，与基带信号模块连接的高稳晶振，单片机模块，DA模块及电源模块，DA模块还依次连接有射频模块与天线，天线工作频段覆盖BDS/GPS卫星信号频率；

所述的单片机模块用于处理基带信号模块通过串口发出的模拟器参数，并实时显示处理结果；

所述的高稳晶振用于提供时钟源；

所述的射频模块是用于对基带信号模块输出中频模拟信号进行变频，上变频至与BDS/GPS卫星信号相对应的载波频段；

所述上位机软件包括用户场景生成单元、电离层闪烁仿真参数控制软件以及实时界面；

场景生成软件单元存储实时模拟所需的必要数据，用于在模拟开始前生成场景文件；

电离层闪烁仿真参数控制软件单元用于配置闪烁模型参数、闪烁仿真时长、数据更新周期；

实时界面用于和硬件装置实时通信，并显示模拟器当前运行状态，设定参数；

所述闪烁模型参数为

真空中传播ε₁(r,z)得到：

在频域求解方程得：

把只有相位改变下的传播方程的解U(r,z-Δz)＝U(r,z)exp(jkΔzε₁(r,z)/2)经过傅里变换后作为方程的初始条件，然后在频域求解方程，获得其结果；在电离层不规则体内如此交替进行求解，最终求解出产生闪烁信号所需要的相位和幅度的波动数据；

其中，r表示到主传播轴的距离，z表示主传播轴，Δz是电波在相位屏中的传播距离，为介质的波数，是自由空间的波数，表示介电常数中和不规则体相关的随机变化起伏的部分，ΔN(r)为背景电子浓度的起伏，即变化量，为背景电离层电子密度，是等离子体频率，为横向拉普拉斯算子。

2.根据权利要求1所述的用于电离层闪烁的卫星信号模拟系统，其特征在于：所述基带信号模块包括FPGA模块以及与FPGA模块连接的2个DSP模块，一个DSP模块用于GPS卫星的电离层闪烁模块计算，另一个DSP模块用于BDS卫星的电离层闪烁模型计算；两个DSP模块之间通过SDRAM及FLASH连接通信；FPGA模块用于时序逻辑控制、信号调制及通信交互，FPGA模块包括RS232接口，RS232接口通过串口与上位机连接。

3.根据权利要求2所述的用于电离层闪烁的卫星信号模拟系统，其特征在于：所述FPGA模块包括RTC模块、信号调制模块；RTC模块与信号调制模块通过并联的GPS通道与BDS通道连接，信号调制模块与DA模块连接。

4.根据权利要求3所述的用于电离层闪烁的卫星信号模拟系统，其特征在于：所述DA模块为4路DA。