[发明专利]一种北斗B1频点中频信号仿真方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种北斗B1频点中频信号仿真方法，属于卫星导航系统中频信号仿真设计方法的技术领域，具体涉及一种考虑信号的传播延时、电离层、对流层、环境噪声等影响，对中频信号进行建模并设计实现任意航迹及载噪比环境下的卫星信号仿真方法。

背景技术

北斗卫星导航系统简称北斗系统，英文名称为BeiDou Navigation Satellite System,缩写为BDS。北斗系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。通过北斗一代系统的试验，中国早于欧洲人，成为继美国、俄罗斯之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

北斗二代卫星导航系统于2004年8月31日正式立项，2011年12月27日提供试运行服务。自2007年4月第一颗北斗二代卫星成功发射，至2013年4月，已经有16颗卫星在轨运行，其中静止轨道卫星（GEO）6颗，倾斜轨道同步卫星（IGSO）5颗，中地球轨道卫星3颗。

北斗卫星导航系统目前信号处于建设阶段，无法满足全球导航的实际应用需求，且基带信号处理中需要的高动态航迹及复杂环境下卫星信号不易获取。目前，针对北斗卫星信号的需求主要由卫星信号模拟器来实现，但卫星信号模拟器成本较高，不适合一般用户对算法的仿真验证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种北斗B1频点中频信号仿真方法，通过考虑信号的传播延时、电离层、对流层、环境噪声的影响，设计实现任意仿真航迹及任意载噪比环境下的卫星信号仿真。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种北斗B1频点中频信号仿真方法，包括如下步骤：

步骤1.设置仿真时间、仿真卫星号、仿真卫星位置速度，以计算仿真起始时间、卫星信号采样频率、载噪比，同时设置接收机初始位置、速度、姿态及航迹，预先存储对应时间的星历及历书；

步骤2.解算仿真卫星的位置及速度；

步骤3.解算接收机的位置及速度；

步骤4.计算并修正信号传输延时，计算多普勒频移；

步骤5.解算大气层传输延时；

步骤6.计算所有采样点的传输延时；

步骤7.按照设置生成对应的单颗卫星信号，具体步骤如下：

（701）生成北斗测距码；

（702）生成导航电文：

（703）串/并转换：将步骤（701）生成的测距码与步骤（702）生成的导航电文相乘，通过串/并转换将输入的序列依次分为两个并行序列；

（704）生成载波数据，构造同相和正交支路信号；

（705）生成中频信号：将步骤（704）中同相和正交支路信号合成当前时刻卫星的中频信号；

步骤8.判断是否完成所有卫星仿真:

若完成，则将所有设置卫星号的北斗中频信号叠加为一路中频信号，进入步骤9；

若未完成，则返回步骤7；

步骤9.将步骤8生成的中频信号与本地震荡信号进行混频，并根据设定的载噪比加入相应功率的高斯白噪声；

步骤10.对步骤9得到的中频信号进行滤波处理；

步骤11.量化及存储信号。

进一步的，所述步骤9的具体处理过程为：

将所述接收机接收的中频信号表示为：

t'＝t-T_P-δt_iono-δt_trop+δt_SV                (1)

其中，上标j表示卫星星号，下标I、Q分别表示同相支路、正交支路，A表示调制于B1频点载波的测距码振幅，C表示测距码，D表示数据码，表示载波支路的初相，f表示B1载波频率，t'表示修正后的射频信号发射时间，Noise表示噪声影响，t为原射频信号发射时间，T_P表示信号传输延时，δt_iono表示电离层延时，δt_trop表示对流层延时，δt_SV表示卫星星钟误差；

δt_SV＝a_f0+a_f1(t-t_oc)+a_f2(t-t_oc)²+Δt_r