GLONASS卫星导航信号模拟与接收验证软件开发

GLONASS卫星导航信号的模拟可以为复杂环境下信号性能评估和接收机开发提供良好的研究基础。介绍了GLONASS信号的结构组成和仿真模型,分析了GLONASS信号生成过程中的伪距计算、多普勒频移、卫星位置计算三个关键问题,设计了一种基于C++平台的回放模式GLONASS信号软件模拟方案,实现了GLONASS中频信号文件的生成,并开发了GLONASS软件接收机进行了验证测试。结果表明,该软件接收机具有成本低和灵活度高等特点。     

GLONASS卫星信号模拟器导航电文生成

导航电文的生成是GLONASS卫星信号模拟器研制中的关键部分,获得正确的导航电文信息是接收机实现定位、测速以及授时等功能的前提条件。为了满足接收机测试的需要,GLO-NASS卫星信号模拟器输出信号必须调制正确的导航电文。GLONASS卫星信号模拟器由模拟器仿真软件和信号生成单元组成。主要研究GLONASS卫星信号模拟器的软件部分。在分析GLONASS卫星信号模拟器结构和导航电文结构的基础上,详细介绍了GLONASS卫星信号模拟器中导航电文的生成过程。重点对从R inex文件中读取星历参数并转化成二进制格式导航电文的程序实现进行了深入研究,利用GLONASS接收机对卫星信号模拟器输出的仿真信号进行电文解析和定位解算,试验结果可以验证卫星信号模拟器中导航电文生成的正确性。     

基于单片机和CPLD两级控制的频综设计与实现

从软件和硬件两个方面介绍了用单片机、CPLD两级控制DDS产生频综信号的方法;软件方面给出了用VHDL语言编写控制程序的设计思路;并以线性调频信号的产生为例说明了信号控制流程,结合信号控制流程,给出了控制字的计算方法;设计程序经过软件仿真验证后进行了硬件设计和制作;硬件设计包括了器件选取、器件配置、结构设计等部分;根据硬件设计,完成了硬件制作,并进行了硬件测试,给出了硬件测试结果;实际应用证明,用该方法制作的频综信号丰富,功能多,很好地满足了使用要求。     

LimeSDR的低成本北斗三代导航信号模拟源设计

随着北斗三代卫星导航系统的建成，对接收机的需求也随之剧增。卫星导航接收机的研发与测试均离不开北斗三代导航信号模拟源。本文利用成熟的软件无线电(SDR)模块LimeSDR设计了一种低成本的北斗三代导航信号模拟源，可模拟生成北斗三代民用B1C卫星导航信号。该方案同时兼具成本低、体积小、携带方便、功耗低等诸多优点。     

GPS软件接收机载波跟踪环的设计实现

在接收机的信号优化问题的研究中,多普勒频移的跟踪是GPS信号解扩的关键技术之一.针对传统载波跟踪环路中由接收机加速度和加加速度引起的多普勒频移跟踪误差大的缺点,根据科斯塔斯(Costas)环实现载波跟踪的基本原理,为了减少信号误差,提出了接收机载波跟踪环路中鉴别器、滤波器和载波NCO的一种软件实现方法,推导出在不同动态环境下载波跟踪环路带宽和环路频率更新时间的理论值范围,最后对不同动态软件接收机接收的信号进行了跟踪仿真.结果表明:设计的载波跟踪环路功能正常,性能稳定,可快速精确地完成GPS信号的载波跟踪.     

一种基于气压高度增强的BD/GLONASS星座兼容导航算法

首先给出了气压高度增强的BD/GLONASS星座兼容导航的数学模型,然后讨论了钟差、气压高度和BD/GLONASS/气压高度的卡尔曼滤波器方法,最后对实测的动态数据进行仿真.算法的目的是在GLONASS卫星可见性较差的情况下,用气压高度增强提高BD/GLONASS星座兼容导航的可靠性.     

宽带低噪遥感卫星模拟信号频综源技术研究

介绍了直接频率合成(DDS)的结构和原理;将DDS与杂散抑制技术应用于遥感卫星模拟信号源.在分析DDS谐波杂散信号影响的基础上,通过外部滤波网络和"余弦修正"等技术有效抑制了谐波杂散和噪声;实现了一种基于DDS+FPGA内置式可编程宽带低噪的频综源;实验表明该频综源具有频带宽(1 MHz～400 MHz)、频率分辨率高、切换速度快、相位噪声低等优点,满足通用型遥感卫星数据模拟源系统设计的需求.     

超高速跳频信号源的设计与实现

跳频速率和带宽是决定跳频系统抗干扰性能的重要参数。基于软件无线电设计思想和架构,研究超高速宽带跳频信号源的关键技术与实现方法。在以FPGA为核心的数据处理模块上进行基带信号产生,并通过FPGA对AD9957的控制,结合乒乓操作,使跳频切换的不稳定时间限制在纳秒级,最终实现中频频段的高速跳频信号产生。测试表明,基于该技术设计的超高速跳频信号源能够稳定实现40~240 MHz宽频带范围内200 k Hops/s跳频信号有效模拟。最后分析了超高速跳频信号源的抗干扰性能,并给出了实验结果。     

基带滤波在GLONASS卫星信号仿真器中的应用

分析了GLONASS卫星信号的频谱特性,针对其频谱混叠现象,首先采用CIC滤波器对GLONASS的基带信号进行插值滤波,然后再调制到相应的中频载波上;同时完成了CIC滤波器的FPGA实现,并分析了滤波时接收机信号捕获的影响.该方法使得产生的仿真信号在理论和实际上都达到了GLONASS系统要求,并通过实验验证了基带滤波在GLONASS卫星信号仿真中的可行性和有效性.     

VB环境下实现GPS＼GLONASS组合接收机的串行通信

要实现对GPS/GLONASS组合接收机的定位数据处理和分析,必须解决计算机和接收机的串行通信问题。文中构建了两者的串行通信体系结构,并在VB环境下应用MSComm控件进行了软件实现。结果表明,该方法简单有效,软件界面友好、功能强大,方便地实现了计算机和GPS/GLONASS接收机之间的通信,实用效果良好。     

基于CPLD的飞轮磁悬浮轴承低功耗开关功率放大器研究

开关功率放大器是磁悬浮轴承的重要执行环节,一般为模拟电路设计。针对磁轴承模拟开关功率放大器功耗大的缺点,提出一种用CPLD产生PWM信号的数字开关功率放大器设计。本文介绍了用CPLD产生PWM信号和对PWM波进行逻辑控制的原理,并用Max plusII软件进行了编程仿真,最后给出了仿真结果和实验结果。     

VB环境下实现GPS\GLONASS组合接收机的串行通信

要实现对GPS/GLONASS组合接收机的定位数据处理和分析,必须解决计算机和接收机的串行通信问题.文中构建了两者的串行通信体系结构,并在VB环境下应用MSComm控件进行了软件实现.结果表明,该方法简单有效,软件界面友好、功能强大,方便地实现了计算机和GPS/GLONASS接收机之间的通信,实用效果良好.     

改进的软件GNSS中频信号模拟器设计

针对目前基于CPU架构的软件GNSS中频信号模拟器计算能力有限,不能实时生成多通道数、高采样率信号的问题,在分析了软件模拟器的数学模型之后,提出了一种利用图形处理单元(GPU)架构实现的改进方案,算法建立在信号分段并行计算的基础上,有效将GPU中大量的计算单元用于信号合成过程,可实现多种导航信号的仿真。测试结果验证了改进后的信号模拟器的可用性与实时性,可以为GNSS软件接收机的算法验证和导航系统信号设计提供更好的测试评估支持。     

GNSS海洋反射信号软件模拟器设计

在GNSS-R海洋遥感探测中,机载试验是一种重要手段。针对GNSS-R机载试验需要耗费巨大人力、物力以及可重复性差的问题,研究并设计了一种反射信号软件模拟器,介绍了模拟器的总体结构、流程图、关键参数、主要模块及用户界面。该模拟器在GNSS直射信号模拟器的基础上,在直射通道之外并行增加了反射信号通道。通过分析导航卫星反射信号的特点,并利用基于Z-V模型的GNSS海洋反射信号模型,配置机载GNSS海洋反射信号的时延、功率和多普勒频率等参数,从而模拟产生多颗星的多条反射信号。该模拟器可分别生成直射、反射信号两个数字中频文件,直接送入GNSS-R软件接收机进行接收处理。实验结果表明GNSS-R软件接收机的接收处理结果与设定的基于Z-V模型的相关功率曲线的相关系数为0.9977,模拟器产生的反射信号与真实信号相关特性几乎一致,能根据用户输入的不同参数模拟输出导航卫星反射信号。     

基于CPLD的飞轮磁悬浮轴承低功耗开关功率放大器研究

开关功率放大器是磁悬浮轴承的重要执行环节,一般为模拟电路设计.针对磁轴承模拟开关功率放大器功耗大的缺点,提出一种用CPLD产生PWM信号的数字开关功率放大器设计.本文介绍了用CPLD产生PWM信号和对PWM波进行逻辑控制的原理,并用Max+plus Ⅱ软件进行了编程仿真,最后给出了仿真结果和实验结果.     

利用模拟源伪卫星的隧道内虚拟中继定位算法

针对隧道内缺失卫星导航信号以致人员车辆无法定位的问题,提出了一种利用模拟源伪卫星的隧道内虚拟中继定位算法。模拟源伪卫星产生并播发虚拟轨道伪卫星信号,通过泄漏电缆向隧道内发送,接收采用虚拟中继定位算法,以减小卫星和泄漏电缆不在一条直线上的折线误差。解决了椭圆倾斜同步轨道的虚拟轨道伪卫星参数设计,导航电文产生,卫星到泄漏电缆激励点的信号模拟问题。引入了隧道与隧道口和卫星连线的空间夹角参数,构建了虚拟中继伪距观察方程,实现了虚拟中继定位算法。通过卫星导航接收机接收输出伪距和星历数据,进行二次定位解算,证明能达到亚米级定位精度。     

单片机提高频率测量精确度的新方法

本文介绍了MCS-51系列单片机进行频率测量的技术方法。利用单片机内部高稳定度的标准频率源和定时／计数器，可方便地测量信号的频率和周期。文中给出了测频法和测周法的控制程序，根据中界频率还给出了测频与测周软件实现转换的流程图。     

宽带跳频信号的后验压缩采样技术研究

在对宽频段的非合作跳频信号进行无源定位场合,超高速数模转换（ADC）采样和各种定频信号的分离已经成为瓶颈。根据压缩采样理论,对于在某些表达基上为稀疏的宽频段信号,可以用远低于Nyquist门限的采样率来进行模拟信息转换（AIC）,但是对于有多个定频信号存在的情况,信号重建需要的信息样点数陡然增加,这给分布式传感器系统中的AIC部分的实现带来极大的复杂度。基于子空间投影技术,提出了一种能抑制目标频带内定频干扰信号的跳频信号模拟压缩采样方法,仿真结果表明该方法是可行的。     

GPS软件接收机全系统仿真

在模块化设计架构下,利用Simulink模块产生等效GPS中频信号,引入真实GPS信号导航电文、伪距等信息模拟接收机钟差和钟漂,使中频信号更接近实际情况。通过仿真分析几种常用载波跟踪环路优缺点,找到一种最合适的频率跟踪环路,由环路得到的伪距等信息用最小二乘技术完成定位,从而实现整个GPS接收机系统纯软件仿真。仿真结果表明,该仿真有效、可行。     

8031单片机多路测频方法及其应用

1引言测频的各种方法，已有很多文章进行了讨论。本文介绍一种实用的8031单片机测频电路，该电路可对多路信号进行分时测频。设计中充分利用单片机内部资源而减少外围芯片，提高可靠性并减少成本。利用8031的中断源和内部定时／计数器配合并采取一些软件措施，获得较高的测频精度。该方法用于笔者设计的塔吊综合数显仪，效果很好。2测频电路及分析2．1测频电路图1为多路测频的原理电路，各被测信号经多路转换开关转换后接8031单片机的口，8031控制多路转换开关，分时将各路频率信号接到8031的TNT口进行测频。图12．2测频方法在各种测频方…