专利名称：可扩展的多频点卫星导航信号模拟器的制作方法
技术领域：
本发明涉及卫星导航领域，包括卫星导航信号模拟器。
背景技术：
卫星导航信号模拟源可以模拟卫星导航信号，在卫星接收机的生产和研究过程中 具有广泛的应用前景。目前具有多种卫星导航系统，如GPS，GALILEO，COMPASS等。目前市 场上卫星导航信号模拟源价格昂贵，配置不可根据需要更改。

发明内容
本发明提出了一种可扩展的多频点导航信号模拟源系统结构，由多个单频点信号 发生模块4组合而成，该信号发生模块4可根据需要扩展；各个单频点信号发生模块具有统 一的输入输出接口 ；仿真数据通过网络交换机1输出至各个单频点发生模块；接口控制板 2接收各模块输出的状态信息，进行处理后由显示单元7显示出来；计算机可以选择内置式 或外置式。该模拟源由多个单频点模块组成；单频点模块采用通用的数据接口、统一的时频 基准、统一的控制接口，可以非常容易组成多频点导航信号源。比如，如果需要加入GALILEO 模拟功能，只需加入一块GALILEO频点模块即可。系统采用可扩展的结构。导航信号模拟源首先需要产生数学仿真数据。首先采用 计算机产生数学仿真数据，仿真数据格式如图4所示，包含时间信息和多颗卫星数据信息。 卫星数据信息包含卫星导航电文和观测数据。观测数据包含伪距信息、多普勒频移和功率 信息。仿真数据采用统一的格式编排。该仿真数据通过网络分发到每个单频点信号模拟模块，单频点信号模拟模块读取 数据，自动识别需要提取的信息，产生卫星的PRN码，对导航电文进行调制；通过伪距信息 计算出实时伪距，再对调制后的数据进行处理，生成数字基带信号。单频点信号模拟模块可 产生多颗卫星的数字基带信号，在数字域叠加后再调制到输出频点。卫星导航信号模拟源 包括多块单频点信号模拟模块，各模块输出的信号输入一个射频合成器，合成一路输出。单频点信号发生模块具有统一的电源接口、时频基准输入、数据接口和控制接口。 系统具有一个统一的频率基准，单频点信号发生模块接收该频率基准输出的频率信号。系 统具有一个接口控制板，接收单频点信号发生模块的状态信息；接口控制板与显示单元相 连，显示单元可以显示输出的频点、模拟仿真进行的进度。采用该种模式构建的卫星导航信号模拟源其特征在于单频点信号发生模块可以 根据实际需要灵活配置，系统设计时预留了配置单频点信号发生模块的接口，当增加一块 单频点信号发生模块时，只需增加一条电源线、数据线、控制线、时频输入线和射频输出线 即可。


图1为卫星导航信号模拟器结构示意图。图2为接口控制板结构示意图。图3为单频点信号模拟模块的结构图。图4为仿真数据格式。图5为单颗卫星数据。
具体实施例方式卫星导航信号模拟需要的数据由计算机产生，可以由外接计算机9运行数据仿真 软件产生，也可采用内置计算机主板8产生。产生的数据送至网络交换机1，网络交换机具 有多个端口，数据线10—端接在网络交换机1的一个端口，另一端接到单频点信号发生模 块4。单频点信号发生模块4接收数据，产生单频点的模拟信号；一台模拟源可包含多个单 频点信号发生模块4。时频基准3产生系统需要的频率信号，分为多路输出；同轴线12 — 端接在时频基准3上，另一端接在单频点信号发生模块4 ；多个单频点信号发生模块的输出 通过射频信号合路器5输出，同轴线13 —端连在单频点信号发生模块4，另一端连在射频信 号合路器5上。接口控制板2具有多个控制口，排线11 一端接在控制口，另一端接在单频 点信号发生模块4上。系统的可扩展性体现在，当需要扩展频点输出时，则增加该频点的信号发生模块， 增加一条数据线10，排线11，同轴线12，同轴线13和电源线即可。当需要改变频点输出时， 直接将单频点信号发生模块替换即可。接口控制板如图2所示，接口控制板2上装有多个接口控制槽14，采用排线11将接 口控制槽与单频点信号发生模块相连；接口控制槽采用双排插针结构，外围缺口防止误插。单频点信号模拟模块的结构如图3所示，其主要包含FPGA芯片18、射频模块16 ； 网络控制芯片17为RJ45网络接口 15提供驱动；射频模块16接受FPGA芯片18的控制和 数据，接受时频信号的输入，产生射频信号。控制接口 19提供了与接口控制板2之间的连 接；编程接口 20提供了与FPGA编程器的连接，可实现FPGA程序的在线输入。
权利要求
可扩展的多频点卫星导航信号模拟器，包括信号发生模块、接口控制板，其特征在于由多个单频点信号发生模块4组合而成，该信号发生模块4可根据需要扩展；各个单频点信号发生模块具有统一的输入输出接口；仿真数据通过网络交换机1输出至各个单频点发生模块；接口控制板2接收各模块输出的状态信息，进行处理后由显示单元7显示出来；计算机可以选择内置式或外置式。
2.根据权利要求1所述的可扩展的多频点卫星导航信号模拟器，其特征在于仿真数 据通过网络分发到每个单频点信号模拟模块，单频点信号模拟模块读取数据，自动识别需 要提取的信息，产生卫星的PRN码，对导航电文进行调制；通过伪距信息计算出实时伪距， 再对调制后的数据进行处理，生成数字基带信号。
3.根据权利要求1所述的可扩展的多频点卫星导航信号模拟器，其特征在于各单频 点信号模拟模块输出的信号输入一个射频合成器，合成一路输出。
4.根据权利要求1所述的可扩展的多频点卫星导航信号模拟器，其特征在于该模拟 器具有一个统一的频率基准，单频点信号发生模块接收该频率基准输出的频率信号；模拟 器具有一个接口控制板，接收单频点信号发生模块的状态信息；接口控制板与显示单元相 连，显示单元可以显示输出的频点、模拟仿真进行的进度。
全文摘要
本发明涉及可扩展的多频点卫星导航信号模拟器。由多个单频点信号发生模块4组合而成，该信号发生模块4可根据需要扩展；各个单频点信号发生模块具有统一的输入输出接口；仿真数据通过网络交换机1输出至各个单频点发生模块；接口控制板2接收各模块输出的状态信息，进行处理后由显示单元7显示出来。单频点信号发生模块可以根据实际需要灵活配置。
文档编号G01S19/13GK101852858SQ20101016126
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者冯旭哲, 单庆晓, 周永彬, 张传胜, 明德祥, 杨俊 , 杨建伟, 胡助理, 邢克飞, 钟小鹏, 陈建云 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学