galileo卫星导航系统中频信号仿真技术研究

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1、Galileo卫星导航系统中频信号仿真技术研究王晓宇2015年6月中图分类号：V249.3UDC分类号：623Galileo卫星导航系统中频信号仿真技术研究作者姓名王晓宇学院名称宇航学院指导教师李怀建答辩委员会主席许承东教授申请学位工程硕士学科专业航天工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchonTechniqueofGalileoSatelliteNavigationSystemIFSignalSimulationCandidateName：XiaoyuWangSch

2、oolorDepartment:SchoolofAerospaceEngineeringFacultyMentor:HuaijianLiChair,ThesisCommittee：Prof.ChengdongXuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我

3、本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着卫星导航系统应用的日益广泛，导航卫星信号的研究逐渐成为一个热点。导航卫星信号的仿真能够模拟各种真实环境下的卫星信号，在接收机各种性能的测试中发挥着至

4、关重要的作用，能够减少接收机的研发成本，提高其研发效率。在此背景下，本文对Galileo卫星导航系统中频信号的仿真进行研究，推导Galileo卫星中频信号的数学模型，提出中频信号仿真的总体构架，建立其信息层面和信号层面仿真中的各个模型，对其进行仿真实现后生成Galileo卫星中频信号，并验证仿真信号的正确性。本文以Galileo卫星导航系统中频信号仿真技术为研究对象，对真实环境下的中频信号进行仿真实现。首先，详细推导Galileo卫星中频信号的数学模型，包括卫星发射信号的数学模型、接收机接收信号的

5、数学模型和接收机射频前端处理的数学模型，提出中频信号仿真的总体构架，包括信息层面和信号层面的仿真，然后分别对信息层面和信号层面中的各个模型进行仿真研究。在信息层面的仿真中，对卫星钟差、电离层延迟和对流层延迟等对伪距观测精度影响较大的误差模型和卫星位置、速度和加速度模型进行推导，在详细研究Galileo导航电文模型和观测量模型的基础上，对信息层面模型进行仿真实现，得到导航电文数据和观测量数据，并进行验证分析。在信号层面的仿真中，着重分析扩频调制、副载波调制和载波调制的原理，并对伪码生成和信号调制模型

6、进行仿真实现，初步得到Galileo卫星中频信号，然后在分析噪声生成、采样和量化基本原理的基础上，对其模型进行仿真实现，为中频信号添加噪声并进行采样和量化处理，通过对比不同强度的噪声、不同的采样率和不同的量化位数对信号的影响，确定本文在信号仿真过程中所采用的噪声强度、采样率和量化位数，至此即得到仿真的Galileo卫星数字中频信号，通过对其时域和频域波形图的分析初步验证仿真的信号是正确的。最后，通过软件接收机对仿真的中频信号进行捕获、跟踪和定位解算处理，将处理得到的数据与信息层面仿真生成的导航电文

7、数据和观测量数据进行比较后，进一步证明仿真生成的Galileo卫星中频信号是正确的。关键词：Galileo；中频信号；仿真；信息层面；信号层面I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththeGlobalNavigationSatelliteSystembeingusedwidely,studyingnavigationsatellitesignalsisbecomingahotspot.Navigationsatellitesignalssimulationisabletosimulate

8、avarietyofsatellitesignalsinrealenvironment.Itplaysacrucialroleinthevarietiesoftestsofreceivers’performance,anditcanreducethedevelopmentcostandimprovedevelopmentefficiencyofreceivers.Underthisbackground,thepaperisgoingtostudythesimulationofthe