VFD滤波器的导航信道模拟器动态时延模拟方法.pdf

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1、第３６卷第４期国防科技大学学报Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．４２０１４年８月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１４ｄｏｉ：１０．１１８８７／ｊ．ｃｎ．２０１４０４０１１ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎＶＦＤ滤波器的导航信道模拟器动态时延模拟方法沙海，黄新明，张鑫，牟卫华，欧钢（国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙４１００７３）摘要：针对卫星导航信道模拟器信号仿真中，传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足，提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Ｆａｒｒｏｗ结

2、构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上，建立了多普勒模拟方法的模型，包括延时计算模块和可变延迟滤波器两部分。与多速率采样数字延迟滤波器方法比较，该方法滤波器系数个数约为后者的０．２％，并且改变时延特性时，仅需更新１个参数。信道模拟器实测数据结果表明使用该方法伪码多普勒模拟精度可以达到０．１ｍＨｚ。关键词：卫星导航；信道模拟器；伪距多普勒；可变分数延迟滤波器；Ｆａｒｒｏｗ结构中图分类号：ＴＰ９１４．４１文献标志码：Ａ文章编号：１００１－２４８６（２０１４）０４－００６１－０５ＭｅｔｈｏｄｏｆｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅＤｏｐｐｌｅｒｓｉｍｕｌ

3、ａｔｉｏｎｉｎｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｏｒｏｎＶＦＤｆｉｌｔｅｒＳＨＡＨａｉ，ＨＵＡＮＧＸｉｎｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉｎ，ＭＯＵＷｅｉｈｕａ，ＯＵＧａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｏｒ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅＤｏｐｐｌｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅ

4、ｔｈｏｄｈａｓｓｏｍｅｆｌａｗｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｌｏｗｄｅｌａｙａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｔｈｅｌａｒｇｅｆｉｌｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅ．ＡｎｅｗＤｏｐｐｌｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｕｓｉｎｇＬａｇｒａｎｇｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｖａｒｉａｂｌｅｆｒａｃｔｉｏｎｄｅｌａｙｆｉｌｔｅｒａｎｄＦａｒｒｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｃｈａｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｏｒ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆＤｏｐｐｌｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｉｎｃｌｕｄ

5、ｉｎｇｔｈｅｄｅｌａｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅａｎｄｖａｒｉａｂｌｅｄｅｌａｙｆｉｌｔｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｕｌｔｉｒａｔｅｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｄｅｌａｙｆｉｌｔｅｒｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｊｕｓｔａｂｏｕｔ０．２％ｏｆｔｈｅｆｏｒｍｅｒｆｉｌｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｔｈｅｏｎｅｐａｒａｍｅｔｅｒｉｓｊｕｓｔｃｈａｎｇｅｄｗｈｅｎｔｈｅｄｅｌａｙｏｆｆｉｌｔｅｒｉｓｃｈａｎｇｅｄ．Ａｃｔｕａｌｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｃｈａｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｏｒｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔ

6、ｈｅＤｏｐｐｌｅｒａｃｃｕｒａｃｙｉｓ０．１ｍＨｚ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎ；ｃｈａｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｏｒ；ｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅＤｏｐｐｌｅｒ；ｖａｒｉａｂｌｅｆｒａｃｔｉｏｎｄｅｌａｙｆｉｌｔｅｒ；ｆａｒｒｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅ卫星导航信道模拟器作为一种高精度的测量载波相位控制、信道特性仿真等多项复杂技术。设备，能够精确模拟载体接收到的卫星导航信号其中高动态条件下的动态多普勒模拟是卫星导航［１－６］在空间传播中的各种特性，包括空间信道传输时信号仿真的关键技术。通常采用的动态多普延、电离层延迟、对流层延迟、多普勒频移以

7、及功勒模拟技术主要分为两类：一类是基于码数控振率衰减等。与信号模拟器的最大区别在于，其功荡器（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ，ＮＣＯ）动态能的实现与输入信号的结构和播发导航电文的编查表的直接数字合成（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅ，［１－２］排格式无关。因此信道模拟器可以在外部仅提供ＤＤＳ）技术（简称ＮＣＯ方法）；另一类是基于原始静态信号的条件下，模拟各种动态信号。目多速率采样数字延迟滤波器的延迟控制方［３－４］前只有少数国外公司研制卫星导航信道模拟设法。ＮＣＯ方法存在瞬时伪距控制精度、通道［４］备。近年来，

8、我国自主建立的北斗卫星导航系统一致性与零值控制稳定性