[发明专利]一种GPS直达与多径信号模拟器及模拟方法

摘要

本发明公开一种GPS直达与多径信号模拟器及模拟方法，其硬件平台主要由DSP信息处理模块、FPGA信号处理模块、D/A转换模块、上变频模块、以及发射天线或输出电缆构成；其中FPGA信号处理模块内设有时间延迟单元和信号合成单元。其中时间延迟单元复制所产生的GPS直达信号，并对其进行相应的延迟后得到多径信号分量；GPS直达信号和多径信号分量在信号合成单元中进行迭加数字合成输出给后端的D/A数模转换模块。本发明使得多径信号相对直达信号的时间时间量与系统工作时钟联系起来，更易于数字实现，而模拟输出的卫星信号为全数字实现，直达信号和多径信号参数可调可控，十分精确，仪器使用方便，可广泛应用于GPS领域。

主权项

一种GPS直达与多径信号模拟器，其特征在于：包括DSP信息处理模块、FPGA信号处理模块、D/A转换模块、上变频模块、以及发射天线或输出电缆；DSP信息处理模块与FPGA信号处理模块相连；FPGA信号处理模块输出接D/A转换模块；D/A转换模块经上变频模块与发射天线或输出电缆连接；其中FPGA信号处理模块内设有时间延迟单元和信号合成单元；DSP信息处理模块根据用户需求，设定所模拟的GPS接收机运动轨迹；星历参数提取并编码为导航电文；根据用户设定仿真时刻的运动轨迹和卫星星座，预测GPS卫星是否可见；对于可见星，计算相应仿真时刻的延迟相位、和信号频率，并把所有可见星的电文、相位信息和频率信息发给FPGA信号处理模块；FPGA信号处理模块根据DSP信息处理模块传输的卫星状态，把可见星分配到相应的信号生成通道；根据DSP信息处理模块传递的参数，设定每个卫星的初始载波相位、码相位、导航电文选择相位，再根据频率信息生成相应的电文、码、载波信号，并完成三者的扩频、调制，得到GPS直达信号；时间延迟单元复制所产生的GPS直达信号，并对其进行相应的延迟后得到多径信号分量；GPS直达信号和多径信号分量在信号合成单元中进行迭加数字合成输出给后端的D/A数模转换模块；D/A转换模块将FPGA信号处理模块传来的中频数字信号转换为模拟信号后，送至上变频模块；上变频模块对D/A转换模块输入的中频模拟信号进行混频、滤波，并上变频到GPS的标称射频频率后经由发射天线或输出电缆输出。