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      多路相干導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)模擬方法

      2017-06-10 07:22:23郭超云
      導(dǎo)航定位學(xué)報(bào) 2017年2期
      關(guān)鍵詞:偽距模擬器延時(shí)

      郭超云,路 輝

      (北京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,北京 100191)

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      多路相干導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)模擬方法

      郭超云,路 輝

      (北京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,北京 100191)

      為了進(jìn)一步研究導(dǎo)航測(cè)姿中多路相干GNSS信號(hào)模擬方法,根據(jù)相干信號(hào)定義,提出基于矢量投影理論生成相干GNSS信號(hào)的方法:給出相干信號(hào)模擬器的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)矢量投影理論計(jì)算延時(shí)時(shí)間并將其折算到載波與偽碼生成模塊中,然后給出多路相干GNSS信號(hào)的實(shí)現(xiàn)原理,最后在GNSS模擬器中實(shí)現(xiàn)多路相干GNSS信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)由偽距差值分析得到的多路相干GNSS信號(hào)延時(shí)誤差保持在合理范圍內(nèi),實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分得到的基線解算結(jié)果與設(shè)定的基線長(zhǎng)度在mm級(jí)誤差范圍內(nèi)相一致,生成的多路相干GNSS信號(hào)能夠滿足基線解算平臺(tái)的測(cè)試要求,為姿態(tài)測(cè)量提供前提條件。

      相干GNSS信號(hào);GNSS模擬器;基線矢量;姿態(tài)測(cè)量

      0 引言

      全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellite system,GNSS)在相對(duì)定位、基線解算、姿態(tài)測(cè)量等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。對(duì)于飛機(jī)、艦船、車輛、雷達(dá)等載體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量,利用GNSS信號(hào)相對(duì)定位結(jié)果解算載體測(cè)姿,相較傳統(tǒng)慣導(dǎo)測(cè)姿具有實(shí)時(shí)性高、維護(hù)成本低、受環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)。測(cè)姿等應(yīng)用中多臺(tái)接收機(jī)在同一時(shí)刻接收到的同一顆衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)視為相干信號(hào),接收機(jī)間通過相干信號(hào)完成相對(duì)定位;因此多路相干GNSS信號(hào)是完成導(dǎo)航測(cè)姿等應(yīng)用的前提條件,也是檢測(cè)測(cè)姿等設(shè)備性能的重要手段。目前,測(cè)姿系統(tǒng)可利用接收機(jī)完成檢測(cè),不同應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)姿設(shè)備需要提供相應(yīng)場(chǎng)景下多路相干GNSS信號(hào)的模擬環(huán)境。本論文研究基于GNSS模擬器的多路相干GNSS信號(hào)模擬方法。

      目前在國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)研究,美國(guó)思博倫(Spirent)GSS9000模擬器可生成全球定位系統(tǒng)(global positioning system,GPS)、格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellite system,GLONASS)、伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Galileo navigation satellite system,Galileo)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou navigation satellite system,BDS)信號(hào)并支持國(guó)際海運(yùn)事業(yè)無(wú)線電技術(shù)委員會(huì)(Radio Technical Commission for Maritime services,RTCM)差分?jǐn)?shù)據(jù)[1];CAST Navigation公司CAST-5000型波前模擬器可以根據(jù)1個(gè)參考點(diǎn)獨(dú)立生成4個(gè)相干模擬信號(hào)[2];德國(guó)IfEN公司NavX?-NCS GPS/GNSS模擬器可應(yīng)用于多星座/多頻點(diǎn)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中[3];國(guó)內(nèi)湖南矩陣電子公司的GNS8460型多波束模擬器可應(yīng)用于抗干擾測(cè)試、測(cè)姿等領(lǐng)域[4];華力創(chuàng)通HWA-RNSS-7500多天線型衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器可同步輸出多個(gè)天線的衛(wèi)星導(dǎo)航模擬信號(hào)[5]。

      可以看出,國(guó)內(nèi)外已有廠商涉及多路相干模擬器研究領(lǐng)域;但由于商業(yè)保密性該領(lǐng)域公開發(fā)表的內(nèi)容甚少。為進(jìn)一步研究相關(guān)內(nèi)容,本文提出關(guān)于多路相干GNSS信號(hào)實(shí)現(xiàn)方法并在GNSS模擬器中加以實(shí)現(xiàn)。

      1 相干信號(hào)

      隨機(jī)信號(hào)x(t)和y(t)的關(guān)聯(lián)程度由互相關(guān)系數(shù)衡量,互相關(guān)系數(shù)為

      (1)

      Cxy(τ)=E{[x(t)-μx][y(t-τ)-μy]*}=

      z*E{[x(t)-μx][x(t-τ-τ0)-μx]*}=

      z*Cxx(τ+τ0);

      (2)

      Cyy(0)=E{[y(t)-μy][y(t)-μy]*}=

      (3)

      式中:E為求期望符號(hào);μx和μy分別為x(t)和y(t)的均值;Rxx(0)為自相關(guān)函數(shù)Rxx(τ)且τ=0;z*為復(fù)常數(shù)z的共軛。因此,式(1)可表示為

      (4)

      2 相干信號(hào)模擬器生成

      載體姿態(tài)測(cè)量一般應(yīng)用于無(wú)人機(jī)、航天器、汽車等運(yùn)動(dòng)的載體上。載體姿態(tài)測(cè)量時(shí)首先解算出接收機(jī)間的基線矢量,其解算結(jié)果精度通常要求在mm級(jí);然后通過基線矢量計(jì)算相應(yīng)的姿態(tài)角。碼的觀測(cè)精度與比載波相位的觀測(cè)精度相比,通常相差3個(gè)數(shù)量級(jí),其對(duì)基線解的精度貢獻(xiàn)很小,利用GNSS載波相位可達(dá)到精度要求。

      測(cè)姿平臺(tái)利用多路相干GNSS載波相位獲得高精度的相對(duì)定位結(jié)果,并由此得到基線矢量,通過基線矢量可得到載體姿態(tài)角度,從而完成載體姿態(tài)測(cè)量。因此,GNSS模擬器能夠生成多路相干的GNSS載波信號(hào),可作為解算基線矢量與載體測(cè)量姿態(tài)平臺(tái)的模擬源。利用衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)實(shí)現(xiàn)測(cè)姿平臺(tái)的重點(diǎn)是利用多路相干GNSS載波信號(hào),其中載波延時(shí)的精確控制又是生成多路相干GNSS載波信號(hào)的關(guān)鍵。在解算基線矢量時(shí),碼觀測(cè)量起到輔助估計(jì)載波的整周模糊度的作用。

      多路相干GNSS載波信號(hào)間的差別體現(xiàn)在載波信號(hào)間的微小延時(shí)量。通過矢量投影的方法可以計(jì)算出載波間延時(shí)量Δt的大小,在載波DDS中控制生成多路、具有延時(shí)量Δt的載波信號(hào)是實(shí)現(xiàn)多路相干GNSS模擬器關(guān)鍵。

      2.1 矢量投影方法

      同一時(shí)刻下同一顆導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)多個(gè)接收機(jī)的接收端時(shí),導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)空間傳輸情況如圖1所示。

      以圖1(a)情況為例,圖2為圖1(a)2路信號(hào)空間傳輸過程簡(jiǎn)化圖。

      圖中基準(zhǔn)站接收機(jī)m為參考點(diǎn)。t0時(shí)刻同一顆衛(wèi)星s的信號(hào)已經(jīng)到達(dá)基站接收機(jī)m,此時(shí)移動(dòng)站接收機(jī)u還未接收到信號(hào);在t1時(shí)刻,即衛(wèi)星s的信號(hào)經(jīng)過t1—t0的延時(shí)后,到達(dá)移動(dòng)站接收機(jī)u:因此將基準(zhǔn)站接收到的信號(hào)經(jīng)過一定的時(shí)延后便可與移動(dòng)站接收機(jī)接收信號(hào)完全重合,故2路信號(hào)為相干信號(hào)。

      若存在多個(gè)接收機(jī)與基準(zhǔn)站按短基線間距放置,則存在多路到達(dá)移動(dòng)站接收機(jī)與基準(zhǔn)站的相干GNSS信號(hào)。以基準(zhǔn)站m為參考點(diǎn),同一時(shí)刻同一顆導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)移動(dòng)站接收機(jī)u的距離相比于到達(dá)基準(zhǔn)站接收機(jī)m的距離相差ΔL;因此,產(chǎn)生多路相干GNSS信號(hào)首先產(chǎn)生參考點(diǎn)基準(zhǔn)站m處信號(hào),然后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)時(shí)延處理。

      時(shí)延計(jì)算采用矢量投影方法,首先計(jì)算觀測(cè)矢量ls。如圖1所示:(xs,ys,zs)為衛(wèi)星s在地心地固直角坐標(biāo)系中的位置;基準(zhǔn)站接收機(jī)m坐標(biāo)為(xm,ym,zm);移動(dòng)站接收機(jī)u坐標(biāo)為(xu,yu,zu),則移動(dòng)站u到衛(wèi)星s的觀測(cè)矢量為

      (5)

      衛(wèi)星s在移動(dòng)站接收機(jī)u處的單位觀測(cè)矢量為

      (6)

      移動(dòng)站-基站矢量為

      (7)

      相干信號(hào)間的波程差ΔL為

      (8)

      延時(shí)時(shí)間為

      (9)

      式中:c為光速,移動(dòng)站接收機(jī)u處導(dǎo)航信號(hào)比基準(zhǔn)站導(dǎo)航信號(hào)延時(shí)Δt。短基線情況下,延時(shí)量不會(huì)超過1個(gè)碼片。

      2.2 相干信號(hào)在GNSS模擬器中生成方法2.2.1GNSS模擬器信號(hào)模型

      衛(wèi)星發(fā)射導(dǎo)航信號(hào)與接收機(jī)接收導(dǎo)航信號(hào)在地心地固直角坐標(biāo)系統(tǒng)的空間關(guān)系如圖3所示。

      導(dǎo)航衛(wèi)星在s處發(fā)射的信號(hào)統(tǒng)一描述為ST(t),表示為

      ST(t)=A(t)ej(ωt+φ0)。

      (10)

      式中:A(t)表示被調(diào)信號(hào);ω為載波角頻率;t為時(shí)間;φ0為信號(hào)初始相位[8]。

      導(dǎo)航信號(hào)到達(dá)接收機(jī)處時(shí)信號(hào)模型為

      SR(t)=kA(t-τ(t))ej{ω0[t-τ(t)]+φ0}。

      (11)

      式中:τ(t)表示在忽略電離層與傳輸層對(duì)信號(hào)影響的情況下,信號(hào)在傳輸過程中帶來(lái)的延時(shí);k為衰減系數(shù),表明導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)空間傳輸后信號(hào)強(qiáng)度減小。τ(t)可以表示為

      (12)

      式中:r(t)表示空間幾何距離;c為光速。r(t)物理計(jì)算方程為

      r(t)=

      (13)

      式(13)為非線性函數(shù)。因此,將式(13)在tN時(shí)刻泰勒展開可表示為

      (14)

      式中:tN表示第N個(gè)參數(shù)更新時(shí)刻;r(n)(tN)表示在tN時(shí)刻空間幾何距離的n階導(dǎo)數(shù)。忽略式(14)的高階項(xiàng)影響,r(t)可近似表示為

      r(t)≈r(tN)+r(1)(tN)(t-tN)+

      (15)

      式中:r(1)(tN)表示速度v(tN);r(2)(tN)表示加速

      (16)

      GNSS模擬器即按式(11)數(shù)學(xué)模型生成帶有延時(shí)τ(t)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)[9]。

      2.2.2 相干GNSS信號(hào)生成原理

      以GPSL1波段上民用C/A碼信號(hào)為例,相干GNSS信號(hào)數(shù)字中頻生成原理如圖4所示。

      圖4中:上位機(jī)計(jì)算載波、偽碼、電文等參數(shù)值并下發(fā)至下位機(jī);下位機(jī)接收傳來(lái)的參數(shù)信息經(jīng)偽碼生成模塊、電文生成模塊產(chǎn)生數(shù)字基帶信號(hào)并與載波生成模塊產(chǎn)生的載波信號(hào)調(diào)制產(chǎn)生被調(diào)信號(hào)。式(11)數(shù)學(xué)模型中表明模擬τ(t)延時(shí)量是模擬器的重要內(nèi)容,偽碼模塊、載波生成模塊即生成帶有延時(shí)量τ(t)的信號(hào);式(16)延時(shí)量τ(t)3次多項(xiàng)式的特性表明:帶有延時(shí)τ(t)的數(shù)字基帶信號(hào)和數(shù)字載波信號(hào)可以采用3階直接數(shù)字式頻率合成器(directdigitalsynthesizer,DDS)控制生成,其中生成的數(shù)字載波信號(hào)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

      圖5中:上位機(jī)計(jì)算輸入?yún)?shù)ki,i=0,1,2,3,控制3階DDS的輸出相位序列,最終使載波信號(hào)延時(shí)輸出。對(duì)式(16)以tN為采樣原點(diǎn)坐標(biāo)[10],并與3階DDS結(jié)構(gòu)輸出相位序列綜合分析,得到延時(shí)控制參數(shù)ki,i=0,1,2,3。計(jì)算式為

      (17)

      式中:f表示信號(hào)發(fā)射速率;c為光速;N0為相位累加器位數(shù)[11];r為初始更新時(shí)刻的衛(wèi)星與接收機(jī)間的距離量。以基準(zhǔn)站為參考點(diǎn),衛(wèi)星s信號(hào)到達(dá)移動(dòng)站接收機(jī)時(shí)與參考點(diǎn)距離相差ΔL。根據(jù)矢量投影方法可以計(jì)算出ΔL,以基準(zhǔn)站k0為參考值,將ΔL折算至k0計(jì)算出生成移動(dòng)站接收機(jī)信號(hào)的控制參數(shù)

      (18)

      則2個(gè)載波模塊間生成的相應(yīng)的載波信號(hào)間即存在Δt的時(shí)延信息。

      偽碼生成原理與此類似。偽碼時(shí)延控制同樣采用3階DDS,通過3階DDS可以實(shí)時(shí)控制生成碼相位,由此產(chǎn)生偽碼計(jì)數(shù),該偽碼計(jì)數(shù)即為該衛(wèi)星偽碼在碼表的位置。通過偽碼計(jì)數(shù)值確定碼表中偽碼值從而產(chǎn)生該時(shí)刻的偽碼值,如圖6所示。

      圖6 偽碼產(chǎn)生原理

      圖6中,多路相干GNSS信號(hào)偽碼產(chǎn)生模塊中3階DDS與載波相似由3個(gè)相位累加器構(gòu)成,參數(shù)控制與載波類似。此外每顆衛(wèi)星的偽碼信息已知,因此可以提前將其存儲(chǔ)于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(field-programablegatearray,F(xiàn)PGA)的存儲(chǔ)塊(blockmemory)中。

      3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

      以B1I信號(hào)為例,在不同基線情況下生成2路相干GNSS信號(hào),如圖7所示?;€解算軟件采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(real-timekinematic,RTK)載波相位差分技術(shù)實(shí)時(shí)分析2路相干GNSS信號(hào)的載波相位特性,根據(jù)2路信號(hào)間載波相位差解算基線長(zhǎng)度。

      通過多路相干GNSS信號(hào)進(jìn)行基線解算時(shí),首先利用原始的載波相位以及碼偽距量建立數(shù)學(xué)模型,接著求解整周模糊度,然后利用估計(jì)的整周模糊度解算基線向量?;€解算時(shí),通過相應(yīng)的準(zhǔn)則使得整周模糊度的浮點(diǎn)解映射為整周模糊度的固定解。通過利用C-LAMBDA算法進(jìn)行的基線解算過程如圖8所示。

      3.1 移動(dòng)站與基準(zhǔn)站間零基線解算驗(yàn)證

      1)測(cè)試方法

      導(dǎo)航模擬器中設(shè)置參考點(diǎn)和移動(dòng)站在緯經(jīng)高坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)均為:(39.979 047 458 6°,116.344 406 225 6°,98.011 8m),此時(shí)理論基線長(zhǎng)度為0m,測(cè)試時(shí)間約為1h30min。2路中頻信號(hào)分別經(jīng)上變頻輸出中心頻率為1 561.098MHz的相干GNSS信號(hào),輸出功率在-100dBm左右,將相干信號(hào)接入基線解算平臺(tái)。

      2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

      首先根據(jù)主站與移動(dòng)站間偽距差分析信號(hào)生成精度。主站接收機(jī)m與移動(dòng)站接收機(jī)u接收到2路相干142號(hào)星信號(hào),2接收機(jī)觀測(cè)偽距情況如表1所示。

      將生成的2路相干GNSS信號(hào)接入基線解算平臺(tái)解算基線矢量。表1數(shù)據(jù)來(lái)自基線解算平臺(tái)中商用接收機(jī)的觀測(cè)值。在模擬器中設(shè)定移動(dòng)站與主

      表1 零基線主站移動(dòng)站141號(hào)星偽距信息

      站為零基線;因此產(chǎn)生的2路相干GNSS信號(hào)即主站接收機(jī)與移動(dòng)站接收機(jī)處的信號(hào)應(yīng)當(dāng)完全一致。主站偽距與移動(dòng)站偽距在任何一時(shí)刻下都應(yīng)當(dāng)相等,理論上二者的差為0。然而表1表明,在觀測(cè)時(shí)間內(nèi),任一觀測(cè)時(shí)刻得到的偽距誤差Δρmu為理論值同主站偽距與移動(dòng)站偽距差的差值,即

      Δρmu=0-(ρm-ρu)。

      (19)

      零基線時(shí)對(duì)表1中所有觀測(cè)時(shí)間下偽距誤差大小Δρmu取平均值,則142號(hào)星偽距誤差其均值(絕對(duì)值)為0.478 m,誤差均值占碼片長(zhǎng)度為0.327 %,因此根據(jù)偽距分析得到142號(hào)星的偽距誤差值1.598 ns。

      基線解算結(jié)果穩(wěn)定后,基線解算平臺(tái)通過載波相位差分技術(shù)得到的基線大小如圖9所示。

      驗(yàn)證結(jié)果表明:在測(cè)試時(shí)間內(nèi)單頻2路GNSS信號(hào)基線解算后的誤差均值為0.002 3 m,方差為1.051×10-6,解算精度較高;但基線解算結(jié)果并非完全為0 m,這與設(shè)備硬件延時(shí)等情況有關(guān)。基線解算采用載波相位差分技術(shù),其解算結(jié)果精度較高,表明模擬器生成的2路相干GNSS信號(hào)滿足測(cè)試零基線情況的要求。

      3.2 移動(dòng)站與基準(zhǔn)站間2 m基線解算驗(yàn)證

      模擬器中設(shè)置參考點(diǎn)坐標(biāo)的緯經(jīng)高坐標(biāo)為(39.979 047 458 6°,116.344 406 225 6°,98.011 8 m),移動(dòng)站緯經(jīng)高坐標(biāo)為(39.979 047 458 6°,116.344 429 639 9°,98.011 8 m),理論基線長(zhǎng)度約為2 m,測(cè)試時(shí)間約為2 h,其他設(shè)置與零基線情況相同,測(cè)試結(jié)果如表2所示。

      表2 基準(zhǔn)站與移動(dòng)站2 m基線142號(hào)星偽距信息

      表2中,在2 h觀測(cè)時(shí)間內(nèi)任一觀測(cè)時(shí)刻(s)主站與移動(dòng)站間偽距差Δρmu通過處理基線解算平臺(tái)中主站與移動(dòng)站的商用接收機(jī)偽距觀測(cè)值得到。理論距離差值誤差Δrmu通過模擬器上位機(jī)程序計(jì)算輸出主站與移動(dòng)站在對(duì)應(yīng)觀測(cè)時(shí)刻下的理論距離差值得到,偽距誤差大小

      Δemu=Δrmu-Δρmu。

      (20)

      基線長(zhǎng)為2 m時(shí),對(duì)所有觀測(cè)時(shí)間下偽距誤差大小Δemu取平均值,則142號(hào)星解算的偽距誤差均值(絕對(duì)值)為0.070 9 m,誤差均值占碼片長(zhǎng)度為0.048 %,因此根據(jù)偽距分析得到142號(hào)星的偽距誤差值0.236 ns。同樣根據(jù)載波相位差分技術(shù)分析基線長(zhǎng)度。

      實(shí)驗(yàn)表明,在測(cè)試時(shí)間內(nèi)單頻2路B1I信號(hào),解算結(jié)果在2 m左右波動(dòng),基線解算的均值為1.999 7 m,方差為1.147×10-6m2,解算精度較高,滿足基線解算mm級(jí)精度要求。由于測(cè)姿需要準(zhǔn)確解算出基線矢量,因此生成的該2路相干GNSS信號(hào)同樣滿足測(cè)姿系統(tǒng)精度要求。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      本文分析在相對(duì)定位、基線解算、姿態(tài)測(cè)量等應(yīng)用領(lǐng)域中多路相干信號(hào)的特點(diǎn)。論文提出采用矢量投影的方法,以基準(zhǔn)站為參考點(diǎn)計(jì)算信號(hào)到達(dá)移動(dòng)站處的延時(shí)時(shí)間來(lái)用于生成多路相干信號(hào)。根據(jù)多路相干GNSS信號(hào)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn),在模擬器中實(shí)現(xiàn)了多路相干GNSS信號(hào)模擬方法,誤差滿足測(cè)試設(shè)備要求,能夠?yàn)闄z測(cè)相應(yīng)設(shè)備提供模擬源。目前生成的多路相干信號(hào)間均為靜止?fàn)顟B(tài),下一步將研究對(duì)檢測(cè)姿態(tài)變化設(shè)備十分重要的動(dòng)態(tài)情況。

      [1] SPIRENT. GSS9000 GNSS constellation simulator datasheet[EB/OL]. (2016-03)[2016-08-17]. http://www.spirent.cn/-/media/Datasheets/Positioning/Brochures/GSS9000.pdf.

      [2] CAST Navigation, LLC. CAST-5000 GPS wavefront generator[EB/OL].[2016-08-17]. http://www.castnav.com/cast_pdf/cast_5000.pdf.

      [3] IfEN. NavX?-NCS professional simulators datasheet[EB/OL]. (2013-08)[2016-08-17]. https://www.ion.org/ gnss/upload/files/956_Datasheet.NavX-NCS-PRO-for-PDF_August2013_Letter.pdf.

      [4] 湖南矩陣電子科技有限公司. 多波束導(dǎo)航信號(hào)模擬器[EB/OL].[2016-08-17]. http://www.matrix-sirc.com/productDetail.aspx?nid=385.

      [5] 北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司. HWA-RNSS-7500多天線型衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器[EB/OL].[2016-08-17]. http:// www.hwacreate.com.cn/products_detail/&productId=189.html.

      [6] 張賢達(dá). 現(xiàn)代信號(hào)處理[M]. 北京:清華大學(xué)出版社有限公司,2002:15-17.

      [7] 謝鋼. GPS 原理與接收機(jī)設(shè)計(jì)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2009:168.

      [8] 舒展, 王迪. 多系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)軟件模擬器體系設(shè)計(jì)[J]. 電子設(shè)計(jì)工程, 2014, 22(13): 48-51.

      [9] 劉旻, 吳嗣亮. 實(shí)時(shí)高動(dòng)態(tài) GNSS 信號(hào)模擬器高精度偽距生成方法[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(9): 1053-1057.

      [10]陳向東, 高青, 郭莉莉. 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)高精度模擬產(chǎn)生與控制技術(shù)[J]. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào), 2010, 27(3): 165-168.

      [11]宋媛媛, 曾大治, 曾濤. 基于三階 DDS 的衛(wèi)星信號(hào)多普勒模擬方法[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 30(10): 1213-1216.

      Simulation of multi-channel coherent navigation satellite signals

      GUOChaoyun,LUHui

      (School of Electronic Information and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China)

      In order to further study on the simulation of multi-channel coherent GNSS signals, the paper proposed to generate the coherent GNSS signals based on the theory of vector projection according to the definition of coherent GNSS signals: the mathematical model of coherent signal simulator was given, the delay time based on vector projection theory was calculated and converted into the generated module of pseudo-code and carrier, thus the schematic diagram was designed for achieving multi-channel coherent GNSS signals; finally the multi-channel coherent GNSS signals were achieved in GNSS simulator.Experimental result showed that the delay error of multi-channel coherent GNSS signals by analyzing the pseudo-range difference could be in a reasonable range, the baseline solution results obtained by RTK could be consistent with the set baseline length within millimeter range of error, and the generated multi-channel coherent GNSS signals could meet the testing requirements of baseline solution platform, which would provide a precondition for attitude measurement.

      coherent GNSS signals; GNSS simulator; baseline vector; attitude measurement

      2016-08-16

      郭超云(1992—),男,陜西西安人,碩士研究生,研究方向?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器。

      路輝(1977—),女,黑龍江肇東人,博士,教授,研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)模擬、測(cè)試、優(yōu)化與評(píng)估等。

      郭超云,路輝.多路相干導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)模擬方法[J].導(dǎo)航定位學(xué)報(bào),2017,5(24):65-71.(GUOChaoyun,LUHui.Simulationofmulti-channelcoherentnavigationsatellitesignals[J].JournalofNavigationandPositioning,2017,5(2):65-71.)DOI:10.16547/j.cnki.10-1096.20170212.

      P

      A

      2095-4999(2017)02-0065-07

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