随着全球卫星导航系统的发展和导航技术的不断创新,GPS导航系统也进入了现代化建设的新时期,近些年发射了新的Block IIF和Block IIIF等新一代卫星,在新发射的GPS卫星上增加GPS L5信号,进一步提高了信号稳定性和用户的定位精度。GPS L5卫星信号模拟器能够生成动态或者静态接收机天线前端所接收到的真实的GPS L5卫星信号。GPS L5卫星信号模拟器作为GPS L5导航接收机性能测试不可或缺的一部分,能够为接收机的性能、技术指标验证提供可复现的GPS L5卫星信号。本设计的研究重点为GPS L5卫星信号模拟器的设计与实现,具体从GPS L5的信号体制,信号生成的原理出发,给出了GPS L5卫星信号模拟器的信号生成数学模型。重点研究了模拟器研发所使用的关键技术,主要包括导航电文FEC卷积编码、卫星的空间位置计算、信号空间传播延迟计算、误差模型计算、伪距实时计算、中频信号生成等。在基于ZYNQ-7020基带信号处理硬件平台上,给出了GPS L5卫星信号模拟器的总体设计流程和具体功能模块的实现方法,研究了ARM导航数据处理模块和FPGA数字基带中频信号生成模块的设计流程和实现方法。最终在ZYNQ-7020硬件平台上完成了GPS L5卫星信号模拟器设计与实现,并使用不同的接收机完成了对GPS L5卫星信号模拟器性能和信号精度误差的评估。通过分析接收机接收GPS L5卫星信号模拟器信号后的定位数据分析,最终得出结论,本文设计的基于ZYNQ-7020硬件平台的GPS L5卫星信号模拟器能够实现预期的功能和技术指标,满足设计的要求。