基于CPU和FPGA的卫星导航信号模拟器及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于CPU和FPGA的卫星导航信号模拟器及控制方法，卫星导航模拟器包括初始化配置、参数计算、数据通信和信号生成四部分，初始化配置部分完成初始化参数的配置；参数计算部分根据配置的初始化参数完成系统的建模和关键参数的计算；数据通信部分在完成数据在软硬件间的传输后，将关键参数送至信号生成部分，同时进行中断响应的处理；信号生成部分分别从载波、扩频码和电文生成导航信号的各组成部分，在调制之后即得到各颗可见卫星的数字中频信号，最后通过数模转换完成导航模拟中频信号的生成。本发明具有如下优点：便携、便于升级和价格低廉；良好的升级和扩展空间，系统升级速度快；具备多频多模功能，适用范围广。

主权项

一种基于CPU和FPGA的卫星导航信号模拟器，其特征在于，包括：初始化配置部分，用于对卫星参数、用户参数和信号传输参数进行初始化配置；参数计算部分，用于根据配置的初始化参数完成导航系统的建模、卫星与用户状态的模拟和关键参数的计算，其中，所述关键参数包括传输时间参数和NCO参数，所述参数计算部分包括：传输时间计算模块，用于计算卫星与用户之间的传输时间的计算和相对运动的模拟，所述传输时间模块进一步用于设定一个传输时间的初始值，然后将发射时刻卫星位置转换到接收时刻坐标系下，重新计算传输时间后进行判断，如果前后两次计算得到的传输时间之差大于预设精度则继续迭代，否则停止迭代并得到所述传输时间参数，同时根据卫星与用户间的相对运行对NCO参数进行更新；数据通信部分，用于数据的下发与接收、装帧与解析，同时用于对中断控制信号的响应；信号生成部分，分别从载波、扩频码和电文三个方面生成导航信号的组成部分，经过调制得到各颗可见卫星的数字中频信号。