针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法技术

本发明专利技术提供一种针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，该方法在现有的卫星导航信号仿真基础上，针对导航星相对高轨GNSS接收机的高度角小于0°的特点，采用了地球切线的方式计算导航星屏蔽角，判断导航星的可见性；针对高轨GNSS接收机接收信号强度较弱的特点，添加卫星发射天线方向图的仿真，完善了功率仿真的功能，并按功率进行选星；针对部分信号穿越两次大气层的特点，添加了双大气效应仿真。通过以上方法，实现了对高轨卫星所接收的卫星导航信号的仿真模拟，为高轨卫星所搭载的GNSS接收机及相关系统提供了测试工具。

Satellite navigation signal simulation method for terminal carrier for high earth orbit satellite

The present invention provides a satellite navigation signal simulation method for the terminal carrier for high orbit satellite. Based on the existing satellite navigation signal simulation, the method uses the earth tangential method to calculate the navigation star shielding angle for the navigable star, according to the characteristics of the altitude angle of the navigation star relative high rail GNSS receiver less than 0 degrees. In view of the characteristics of the low receiving signal intensity of the high rail GNSS receiver, the simulation of the satellite transmitting antenna pattern is added, the power simulation function is perfected, and the star is selected according to the power, and the double atmosphere effect is added to the characteristics of the two atmosphere. Through the above method, the simulation of the satellite navigation signal received by the high orbit satellite is realized, and the test tool is provided for the GNSS receiver and the related system carried by the high orbit satellite.

【技术实现步骤摘要】
针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法
本专利技术属于卫星导航领域，涉及一种针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法。
技术介绍
全球卫星导航定位系统具有全球、全天候、连续和高精度的特点。目前广泛应用于陆地、海洋、航空航天等领域。地球高轨道卫星(High-AltitudeOrbit)包括地球静止卫星(GeostationaryOrbit，GEO)和大椭圆轨道卫星(HighlyEccentricOrbit，HEO)等，其轨道最大高度一般高于20000km。随着科技发展，高轨卫星在陆地和海洋通信、气象探测、灾难预警及空间太阳能站等方面都有着很重要的用途。目前，面向高轨卫星载体的GNSS(全球导航卫星系统)接收机已成为研究热点，技术发展迅速。但针对高轨卫星GNSS接收机的测试、验证技术及相关设备发展缓慢。目前国内现有的GNSS卫星信号仿真方法所针对的载体均是为地面运动载体、舰船、低轨卫星，针对载体为高轨卫星的情形十分欠缺。高轨卫星中GEO卫星所处的位置一直在GNSS星座之上，高椭圆轨道(HEO)卫星在大部分时间内所处的位置要高于GNSS星座，这使得高轨卫星接收的GNSS信号与地面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1，获取高轨卫星载体的位置；步骤2，获取导航星的卫星位置；步骤3，获取屏蔽角，利用导航星和高轨卫星载体的位置计算出高度角，通过比较高度角与设置的屏蔽角的关系，判断导航星是否可见：若导航星可见，则计算基本的卫星导航信息，包括导航星的卫星电文、导航星的卫星导航信号观测量和导航星的高轨卫星载体接收功率；若导航星不可见，则返回步骤2；步骤4，将所有可见导航星按导航星的高轨卫星载体接收功率从大到小的顺序排序，优先播出载体接收功率大的导航星信号。

【技术特征摘要】
1.一种针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1，获取高轨卫星载体的位置；步骤2，获取导航星的卫星位置；步骤3，获取屏蔽角，利用导航星和高轨卫星载体的位置计算出高度角，通过比较高度角与设置的屏蔽角的关系，判断导航星是否可见：若导航星可见，则计算基本的卫星导航信息，包括导航星的卫星电文、导航星的卫星导航信号观测量和导航星的高轨卫星载体接收功率；若导航星不可见，则返回步骤2；步骤4，将所有可见导航星按导航星的高轨卫星载体接收功率从大到小的顺序排序，优先播出载体接收功率大的导航星信号。2.根据权利要求1所述的针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于：在步骤1中，根据设定的高轨卫星载体轨道点位文件和仿真时刻，获取高轨卫星载体在ECEF坐标系的位置。3.根据权利要求1所述的针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于：在步骤2中，根据设定的导航星座的广播星历参数和仿真时刻，计算出导航星的卫星位置。4.根据权利要求1所述的针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于：在步骤3中，根据步骤1获取高轨卫星载体的位置和步骤2获取导航星的卫星位置，获取导航星相对高轨卫星载体的高度角。5.根据权利要求1所述的针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于：在步骤3中，采用地球切线模式计算屏蔽角。6.根据权利要求1所述的针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于：在步骤3中，当导航星相对高轨卫星载体的高度角与设置的屏蔽角满足以下公式时，导航星可见，式中，θ为导航星相对高轨卫星载体的高度角，α为屏蔽角，RA表示地球半径，Xu、Yu、Zu表示高轨卫星载体的位置。7.根据权利要求1所述的针对终端载体为高轨卫星的卫星导航信号仿真方法，其特征在于，所述步骤2包含如下步骤：步骤2.1，设置导航星的伪距的初值为0.07s；步骤2.2，计算信号发射时间tranTs，tranTs＝t-pr，式中，t为仿真时刻，pr为伪距；步骤2.3，计算时钟误差clkErr，时钟误差由卫星钟差和相对论误差组成；步骤2.4，计算信号发射时间tranTsys，tranTsys＝tranTs-clkErr；步骤2.5，根据信号发射时间tranTsys和广播星历参数计算导航星的位置；步骤2.6，根据地球自转效应修正导...

【专利技术属性】
技术研发人员：万程程，马文聪，邹国际，刘杰强，隋叶叶，王淞波，裴峰，卢华英，吉扬蕾，
申请(专利权)人：北京卫星信息工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11