衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量異常模擬技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)發(fā)展的日益繁榮和導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，完善我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)體制的需求日益強(qiáng)烈。目前我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)體制不完善，導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)能力較弱，也不具備干擾檢測(cè)和告警的能力，因此導(dǎo)航信號(hào)各種異常情況的研究必然是我國(guó)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的迫切需求。本文的研究成果可以為導(dǎo)航異常信號(hào)的研究提供技術(shù)支撐，為我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。
　　導(dǎo)航系統(tǒng)定位的準(zhǔn)確性很大程度上取決于導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)質(zhì)量，當(dāng)導(dǎo)航信

2、號(hào)在空間傳播時(shí)受到干擾或者衛(wèi)星的硬件設(shè)備異常工作時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)波形會(huì)出現(xiàn)失真的情況，這些異常會(huì)使用戶接收機(jī)的定位精度下降，情況嚴(yán)重的甚至?xí)褂脩羰ザㄎ荒芰?。?jīng)過調(diào)研與分析，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)從產(chǎn)生到接收的過程中會(huì)出現(xiàn)電文異常、衛(wèi)星星鐘異常、載波異常、偽碼異常、I/Q支路正交性異常、帶外抑制異常、帶內(nèi)雜散異常、等效全向輻射功率異常等情況。本文重點(diǎn)是在GPS L1模式下對(duì)上述異常中的4種情況——偽碼異常（TMA、TMB、TMC）、載波異常、I/Q

3、支路正交性異常和帶內(nèi)雜散異常的原理及仿真進(jìn)行研究，并對(duì)異常信號(hào)的模擬實(shí)現(xiàn)進(jìn)行的說明和分析。
　　文章首先介紹了導(dǎo)航信號(hào)模擬器發(fā)展?fàn)顩r以及異常導(dǎo)航信號(hào)的研究現(xiàn)狀，明確了導(dǎo)航信號(hào)異常情況研究的意義；其次，本文介紹了GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)以及信號(hào)的特性，以及C/A碼發(fā)生器原理和直接頻率合成技術(shù)原理，為后文的異常信號(hào)的實(shí)現(xiàn)打下理論基礎(chǔ)；接著，本文對(duì)導(dǎo)航信號(hào)異常模擬系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，重點(diǎn)是對(duì)基帶單元的組成和基帶單

4、元的工作原理的說明；然后，本文說明了4類導(dǎo)航信號(hào)異常情況（包括偽碼波形異常、載波異常、I/Q支路正交性異常和帶內(nèi)雜散異常）的產(chǎn)生機(jī)理和在Matlab、Quartus SignalTap II中進(jìn)行的時(shí)域、頻域仿真與分析；最后，給出各類信號(hào)異常情況的工程實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)各類導(dǎo)航異常信號(hào)硬件實(shí)現(xiàn)后的頻域頻譜圖和時(shí)域波形圖進(jìn)行展示和說明，并與第4章的各類異常情況的Matlab仿真圖進(jìn)行對(duì)比和分析，并得出結(jié)論。
　　本文中課題研制任務(wù)來源于國(guó)

5、家“863”主題項(xiàng)目中的課題1“多模導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)總體與模擬測(cè)試系統(tǒng)研發(fā)及示范”：目的是為了搭建多模導(dǎo)航異常信號(hào)模擬環(huán)境，為多模導(dǎo)航信號(hào)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供必要的測(cè)試條件。本課題的主要工作是在已有的正常導(dǎo)航信號(hào)模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行異常信號(hào)模擬。首先，結(jié)合FPGA的工作特點(diǎn)和Verilog語言的編程特色在Matlab上進(jìn)行算法研究和仿真；然后，運(yùn)用Verilog語言編程在Quartus II軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)異常信號(hào)模擬算法并進(jìn)行功能仿真；接著，將程