[发明专利]一种卫星导航信号模拟装置及方法

权利要求书

1.一种卫星导航信号模拟装置，用于为卫星导航信号接收装置产生卫星导航模拟信号，其特征在于，所述卫星导航信号模拟装置包括：

数字信号产生模块，用于生成数字信号；

射频信号产生模块，用于将所述数字信号转换为射频信号；

其中，所述数字信号产生模块包括数据存储单元、星历历书解析单元、导航电文产生单元、关键参数产生单元、缓存单元和数字信号产生单元；

所述数据存储单元存储的数据包括场景文件、用户轨迹、星历历书；所述场景文件包括用户位置、信号模拟时长、运动模型和本地时间；

所述星历历书解析单元用于确定用户位置处的可视卫星；

所述导航电文产生单元用于生成模拟时段所述可视卫星的导航电文；

所述关键参数产生单元用于确定所述可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数；所述模拟信号参数包括可视卫星的信号频率字、载波频率字、以及可视卫星的卫星信号传输过程中的电离层延迟、对流层延迟、码相位、载波相位；

所述缓存单元用于存储所述导航电文、所述可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数；

所述数字信号产生单元用于根据所述导航电文、所述可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数产生所述数字信号。

2.根据权利要求1所述的卫星导航信号模拟装置，其特征在于，FPGA主芯片被配置为执行所述数字信号产生模块，以生成所述数字信号；

AD9361射频芯片被配置为执行所述射频信号产生模块，以将所述数字信号转换为所述射频信号。

3.根据权利要求1所述的卫星导航信号模拟装置，其特征在于，所述关键参数产生单元中配置有延时误差模型，所述延时误差模型运用多核运算获得所述可视卫星的传播时延，以确定所述可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数；所述初始状态参数包括初始码相位和初始载波相位。

4.根据权利要求1所述的卫星导航信号模拟装置，其特征在于，所述卫星导航信号模拟装置还包括：

电源模块，用于为所述数字信号产生模块和射频信号产生模块供电；

时钟模块，用于为所述数字信号产生模块和射频信号产生模块授时；

外部接口，所述数据存储单元通过所述外部接口接收上位机发送的数据文件。

5.根据权利要求4所述的卫星导航信号模拟装置，其特征在于，所述电源模块为ADP5054多路供电电源模块；所述时钟模块为AD9528时钟模块。

6.一种卫星导航信号模拟方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的卫星导航信号模拟装置中，包括：

获取场景文件、用户轨迹、星历历书，并存储至数据存储单元；所述场景文件包括用户位置、信号模拟时长、运动模型和本地时间；

根据所述星历历书确定用户位置处的可视卫星；

确定可视卫星的导航电文；

确定可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数；所述模拟信号参数包括可视卫星的信号频率字、载波频率字、以及可视卫星的卫星信号传输过程中的电离层延迟、对流层延迟、码相位、载波相位；

将所述导航电文和所述可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数存储至缓存单元；

根据所述导航电文和所述可视卫星的初始状态参数和模拟信号参数数确定数字信号；

将所述数字信号转换为射频信号。

7.根据权利要求6所述的卫星导航信号模拟方法，其特征在于，所述获取场景文件、用户轨迹、星历历书，并存储至数据存储单元包括：

初始化数字信号产生模块所具有的数据配置单元；

利用所述数据配置单元配置所述场景文件、用户轨迹和星历历书；

将所述场景文件、用户轨迹和星历历书存储至所述数据存储单元。

8.根据权利要求6所述的卫星导航信号模拟方法，其特征在于，所述根据所述星历历书确定用户位置处的可视卫星包括：

解析所述星历历书，计算模拟时刻卫星的位置以及所述卫星的位置相对于所述用户位置的仰角值；

利用所设门限判断所述卫星的可见性，以确定所述用户位置的所述可视卫星。