【摘 要】
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卫星导航模拟源能够模拟导航接收机接收到的卫星导航信号,为接收机提供高精度的仿真环境。GLONASS系统采用FDMA技术,给GLONASS模拟源研究带来了一定的挑战。文中围绕DSP端模拟算法,重点研究了GLONASS卫星位置预测优化算法及室内定位星座布局优化技术。研究的具体内容如下:1.设计了GLONASS信号模拟源系统及其应用方案。给出了中频信号数学模型,从产生方案和硬件架构两个方面阐述了模拟源系
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卫星导航模拟源能够模拟导航接收机接收到的卫星导航信号,为接收机提供高精度的仿真环境。GLONASS系统采用FDMA技术,给GLONASS模拟源研究带来了一定的挑战。文中围绕DSP端模拟算法,重点研究了GLONASS卫星位置预测优化算法及室内定位星座布局优化技术。研究的具体内容如下:1.设计了GLONASS信号模拟源系统及其应用方案。给出了中频信号数学模型,从产生方案和硬件架构两个方面阐述了模拟源系统。设计了基于GLONASS信号模拟源的室内定位应用方案,提出了星座布局优化等关键技术的解决方法。2.优化了GLONASS卫星位置预测算法。对比分析了Runge-Kutta数值积分法和类GPS轨道根数法,指出了GLONASS采用的Runge-Kutta数值积分法耗时较多的弊端,设计了开普勒轨道根数模型拟合算法,用于代替Runge-Kutta数值积分法计算卫星位置;为了设计基于模拟源的室内定位最优星座布局,根据开普勒轨道根数法可以由一组星历参数外推其他时刻卫星位置的特点,提出了基于开普勒轨道根数模型的卫星位置搬移算法;为了使构建好的最优星座布局在一段时间内都能保持较优状态,设计了GLONASS低速运行虚拟卫星,同时减小了模拟源应用于室内定位时由于卫星高速运行带来的伪距误差。3.实现了GLONASS信号DSP端模拟算法。由PC端用户配置文件设置信号模拟初始参数;由设置的信号模拟时刻加载RINEX（Receiver Independent Exchange Format）文件,生成导航电文;拟合GLONASS卫星开普勒轨道,实现了卫星位置预测优化算法,提高了DSP端模拟算法效率;完成卫星坐标与时间参数的转换;通过迭代计算任意时刻下的卫星几何距离传播时延,建立了卫星的传播误差模型并进行修正;由信号模拟时刻完成信号初始状态参数的计算;完成了信号实时控制参数的计算,实现了对码频率和载波频率的精准控制。4.针对GLONASS卫星位置预测优化算法,从卫星位置计算精度和计算速率两个方面给出了算例分析;对室内定位最优星座生成技术进行了测试与分析;使用硬件接收机对产生的GLONASS模拟信号进行了测试,验证了文中算法的有效性。
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