GNSS卫星信号模拟器制造技术

本发明专利技术主要关于GNSS卫星信号模拟器，包括：第一接收模组，作用为获取仿真时间，并接收载体的当前坐标和运动模型；第二接收模组，作用为获取一颗或以上的GNSS卫星的星历信息；第三接收模组，作用为接收GNSS信号的矫正信息；处理模组，作用为确定仿真过程的可见卫星并计算卫星的信号传输时间；输出模组，作用为根据所述星历信息得到导航电文，并将所述导航电文和信号传输时间作为准实时信号输出。模拟器输出包括中频信号和准实时信号，适用于对实时性要求不高的跟踪、捕获、校验的验证及对实时性要求较高的算法的验证，计算卫星的信号传输时间时考虑了本地矫正信息及全局矫正信息，利于提高长时长仿真的精确度，模拟仿真度好。模拟仿真度好。模拟仿真度好。

【技术实现步骤摘要】
GNSS卫星信号模拟器


[0001]本专利技术主要关于卫星信号模拟
，特别是关于一种GNSS卫星信号模拟器。

技术介绍

[0002]GNSS的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。GNSS可利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量，在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标、定位、速度以及时间等信息。GNSS目前已基本取代了地基无线电导航、传统大地测量和天文测量导航定位技术，并推动了大地测量与导航定位领域的全新发展。
[0003]着眼于GNSS的战略地位以及迅猛发展，各个国家和地区均对其兼容性和互操作性展开了一系列研究工作，现阶段对GNSS进行接收机研究、卫星导航教学以及相关卫星导航技术的开发研究工作均需通过卫星信号模拟器展开，卫星信号模拟器可不受时空限制的、在卫星导航系统尚未组网完成时为相关导航系统、计算系统、接发系统、测试系统等提供仿真环境。
[0004]现阶段卫星信号模拟器的实现形式主要有软件形式和软硬件结合的形式，其中软件形式下所有与导航相关的信息均有计算机处理得到，其对各种信息、信号、模型等的模拟均由计算机软件完成，经过运算后存储在存储介质中，载体读取存储数据后进行仿真研究；其优点是费用低廉、可移植性高、可扩展性高，然而其受限于计算机硬件，实时性较差，与时间关联性高的算法难以得到验证，长时长测试精确度不高。软硬件结合的形式由计算机软件负责信息、信号的运算，依据运算数据控制硬件进行模拟，算法支持度高，模拟仿真度好；然而该种模拟器结构较为复杂，成本高昂，可扩展性低。

技术实现思路

[0005]旨在为解决包括前述
技术介绍
中提及的至少一种技术问题，提供一种GNSS卫星信号模拟器，一种GNSS卫星信号模拟器，包括：第一接收模组，作用为获取仿真时间，并接收载体的当前坐标和运动模型；第二接收模组，作用为获取一颗或以上的GNSS卫星的星历信息；第三接收模组，作用为接收GNSS信号的矫正信息；处理模组，作用为根据所述仿真时间、载体的当前坐标和运动模型、GNSS卫星的星历信息、矫正信息以及预设的截止仰角确定仿真过程的可见卫星，并计算卫星的信号传输时间；输出模组，作用为根据所述星历信息得到导航电文，并将所述导航电文和信号传
输时间作为准实时信号输出。
[0006]进一步的，所述载体具体是模拟仿真得到的卫星信号接收装置，包括被定位的对象和/或接受导航服务的对象。
[0007]进一步的，所述第二接收模组可依据星历信息得到相应卫星的运行轨迹。
[0008]进一步的，所述矫正信息包括本地矫正信息及全局矫正信息。
[0009]进一步的，所述本地矫正信息包括以下至少一项：1)单个参考站接收器的原始数据；2)针对待确定位置附近的位置生成的合成或半合成原始数据；3)来自参考站网络的原始数据。
[0010]进一步的，所述全局矫正信息包括卫星时钟矫正、卫星轨道矫正中的至少一项。
[0011]进一步的，所述本地矫正信息是第三接收模组本地源接收得到。
[0012]进一步的，所述本地源是参考站和参考站网络中的任何一个。
[0013]进一步的，所述输出模组的作用还包括利用扩频码和载波中频对导航电文进行调制，并将调制结果作为中频信号输出。
[0014]进一步的，所述GNSS卫星模拟器使用GNSS信号的载波相位测量。
[0015]进一步的，所述GNSS卫星模拟器还包括载体位置获取模组，作用为在所述处理模组根据仿真时间、载体的当前坐标和运动模型、GNSS卫星运输信息、矫正信息以及预设的截止仰角确定仿真过程的可见卫星之前根据载体的运动模型和相应的仿真时间计算得到载体在任意时刻下的坐标和速度，即是得到任意时刻下载体的载体位置。
[0016]进一步的，所述处理模组通过下述步骤计算卫星的信号传输时间：1)将卫星的坐标和载体的坐标统一到同一坐标系下；2)计算卫星和载体之间的距离，除以光速得到卫星的信号传输时间。
[0017]进一步的，所述处理模组还对卫星的信号传输时间进行矫正，具体是根据卫星信号传输受地球自转、对流层延迟、多路径延迟及电离层延迟的影响对卫星的信号传输时间进行矫正。
[0018]本专利技术提供的技术方案的有益效果包括：GNSS卫星信号模拟器输出包括中频信号和准实时信号，其中中频信号可用于对实时性要求不高的跟踪、捕获、校验进行验证，而将准实时信号用于对实时性要求较高的算法进行验证，软硬件结合的基础上完成对模拟器各种仿真和算法的验证，仿真成本低廉；此外，在确定仿真过程的可见卫星及计算卫星的信号传输时间时考虑了本地矫正信息及全局矫正信息，利于提高长时长仿真的精确度，模拟仿真度好。
[0019]本专利技术为实现上述目的而采用了上述技术方案，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
[0020]为让本专利技术的上述和/或其他目的、特征、优点与实例能更明显易懂，所附附图的说明如下：图1是基于所述GNSS卫星信号模拟器的导航仿真方法流程图；图2是确定仿真过程的可见卫星及矫正后的信号传输时间的流程图；
图3是本专利技术实施例3与现有技术信号时域对比图。
具体实施方式
[0021]本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当替换和/或改动工艺参数实现，然而特别需要指出的是，所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术所述产品和制备方法已经通过较佳实例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的产品和制备方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0022]除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语，具有本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本专利技术使用本文中所描述的方法和材料；但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的，并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等，其整体被并入本文中作为参考。若有冲突，以本说明书包括定义为准。
[0023]以下详细描述本专利技术。
[0024]实施例1：一种GNSS卫星信号模拟器，包括：第一接收模组，作用为获取仿真时间，并接收载体的当前坐标和运动模型；第二接收模组，作用为获取一颗或以上的GNSS卫星的星历信息，依据星历信息得到相应卫星的运行轨迹；第三接收模组，作用为从本地源(参考站和参考站网络中的任何一个)接收GNSS信号的矫正信息，所述矫正信息包括本地矫正信息，具体是单个参考站接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.GNSS卫星信号模拟器，其特征在于包括：第一接收模组，作用为获取仿真时间，并接收载体的当前坐标和运动模型；第二接收模组，作用为获取一颗或以上的GNSS卫星的星历信息；第三接收模组，作用为接收GNSS信号的矫正信息；处理模组，作用为根据所述仿真时间、载体的当前坐标和运动模型、GNSS卫星的星历信息、矫正信息以及预设的截止仰角确定仿真过程的可见卫星，并计算卫星的信号传输时间；输出模组，作用为根据所述星历信息得到导航电文，并将所述导航电文和信号传输时间作为准实时信号输出。2.根据权利要求1所述的GNSS卫星信号模拟器，其特征在于：载体具体是模拟仿真得到的卫星信号接收装置，包括被定位的对象和/或接受导航服务的对象。3.根据权利要求1所述的GNSS卫星信号模拟器，其特征在于：所述矫正信息包括本地矫正信息及全局矫正信息。4.根据权利要求3所述的GNSS卫星信号模拟器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东俊，曲鹏程，张印，游际宇，韩志芳，田苗，车咏馨，任鹏，徐东辉，
申请(专利权)人：北京航天长城卫星导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：