[发明专利]伪卫星定位信号处理分析仿真平台及仿真方法

说明书

本发明提出一种伪卫星定位信号处理分析仿真平台及仿真方法，该平台包括伪卫星信号生成单元、无线信道仿真单元、接收机基带信号处理单元、定位解算单元、伪卫星信号综合分析单元，以及外接的软件发射机、空间环境模型、软件接收机、接收机；该方法定位精度依据观测量特征指纹库的采集点的密度决定，可实现在室内环境下的快速、高效定位。本发明为伪卫星定位系统研究提供了一套完整的信号处理流程框架，实现了对基带信号处理过程中多径算法参数优化及抗多径效果验证功能，对伪卫星接收机基带信号处理过程调试、多径信号抑制方法测试分析、软件无线电算法验证仿真等研究提供了平台基础。

技术领域

本发明涉及一种伪卫星定位信号处理分析仿真平台及仿真方法，属于无线电导航定位技术领域。

背景技术

全球卫星导航系统是一个覆盖全球的网络，为用户提供无间歇无地域差别的导航、定位和授时服务，而伪卫星提供一个额外的信号发射源，这样可以增大卫星的覆盖面积，改善导航卫星系统的星座匹配，可应对导航卫星故障或弥补本身系统的几何结构缺陷，为用户提供更好的导航服务。但是对于伪卫星信号测试分析，目前尚未有较为方便和全面的分析方法。实际的伪卫星定位环境搭建成本比较昂贵，且发射机与接收机的信号处理过程也不方便改动，不利于测试分析；使用现有的GNSS信号模拟器仿真伪卫星信号存在一定的局限性，不能随意更改伪卫星的信号体制，室内复杂环境对信号的作用也无法有效体现。因此，需要专门针对伪卫星信号收发系统的测试分析平台和方法，用以改进伪卫星信号处理流程及定位算法。

发明内容

技术问题：为解决伪卫星信号处理分析测试不便的问题，本发明提供了一个伪卫星定位信号处理分析仿真平台及仿真方法。通过本发明的仿真平台可仿真整个伪卫星收发系统的信号处理流程，对伪卫星信号产生、无线信号建模、中频信号分析、捕获过程分析、跟踪过程分析、PVT解算效果分析等过程进行分析，评估空间环境建模中多径信号对伪卫星接收机信号处理流程的影响，测试不同基带信号多径抑制算法的效果。

技术方案：本发明解决上述技术问题的方法通过如下的技术方案实现：

本发明的伪卫星定位信号处理分析仿真平台，包括伪卫星信号生成单元、无线信道仿真单元、接收机基带信号处理单元、定位解算单元、伪卫星信号综合分析单元，以及外接的软件发射机、空间环境模型、软件接收机、接收机；

所述伪卫星信号生成单元用于模拟生成伪卫星信号，按照设定的伪卫星信号参数进行伪卫星信号的仿真模拟，生成标准伪卫星信号的采样数据流，并保存为标准信号数据文件；

所述无线信道仿真单元用于伪卫星信号空间传播模型和多径效应的仿真，由空间环境模型设置仿真参数，输入由所述伪卫星信号生成单元生成的标准信号数据文件，输出仿真信号数据流，并保存为仿真信号数据文件；

所述接收机基带信号处理单元用于处理伪卫星中频信号，实现伪卫星信号的捕获、跟踪过程，该单元处理的中频信号是所述无线信道仿真单元输出的仿真信号数据文件，或者是有软件接收机采集到的中频信号采样数据文件；

所述定位解算单元用于实现接收机的PVT解算功能，用于对伪卫星仿真数据或实测数据进行定位解算性能，该单元输入由所述接收机基带信号处理单元或接收机实际测量的原始观测量数据，输出接收机定位结果和误差分析结果；

所述伪卫星信号综合分析单元用于实现对伪卫星信号处理及仿真产生的中间数据进行分析；

所述空间环境模型是根据需要仿真的环境建立的模型，通过模型给定伪卫星信号在空间传播的参数，包括给定伪卫星信号在空间传播所加入的噪声、畸变、实验、衰落，输入到所述无线信号仿真单元中，将标准信号进行处理生成仿真信号；

所述伪卫星软件发射机将所述伪卫星信号生成单元产生的伪卫星标准信号采样数据流进行上变频，然后通过所述TX发射天线进行发射；