基于GPS模拟器的接收机测试方法研究

研究利用GPS信号模拟器进行的一系列典型的GPS接收机仿真测试研究。与传统的通过室外天线相比,新的测试方法发生了从定性到定量的转变。通过这些测试,可以验证移动消费产品（例如导航仪和其他手持式接收机）中嵌入式GPS接收机的功能及其技术状况。测试数据结果表明,基于模拟器的测试方法可行。     

安捷伦科技推出先进的射频GPS仿真器

安捷伦科技公司（NYSE：A）日前推出用于PXB基带发生器和通道仿真器平台的GPS接收机验证软件。这款全新的用于全球卫星导航系统的Agilent N7609B Signal软件以高性能通用信号发生器为基础进行设计,是一款能够仿真12颗卫星、24个通道的信号仿真软件。     

高压输电线路无线电干扰和电磁散射对GPS卫星信号影响测试及分析

为分析高压输电线路对邻近作业全球定位系统（GPS）接收信号的影响,从高压输电线路发出的无线电干扰和线路对GPS卫星信号的散射两方面分析了高压输电线路对GPS接收装置观测信号的影响。高压输电线路导线电晕产生无线电干扰主要集中在10MHz以下,通过比较高压输电线路带电前后的定位误差,分析了高压输电线路对GPS接收信号的影响...     

变电站GPS授时装置实时定时标检测方法探讨

变电站自动化系统大多采用全球定位系统（GPS）授时装置保障智能电子设备（IED）之间的时间同步,通常通过时频的方式检测其输出信号的准确性。文中提出了一种新的检测方法作为补充和完善,其核心是:应用可控的实时GPS对时脉冲,控制指定时刻的时标脉冲输出和开关的动作,检测GPS授时装置输出信号的准确性和正确性,既可检测GPS授时装置输出信号的实时准确性,也可检测输出信号携带的时间编码信息的正确性。     

基于小波分析的坝区GPS信号噪声研究

坝区观测条件复杂，观测的全球定位系统（GPS）信号含有多种噪声。提取某坝区GPS控制网观测数据中的原始载波信号，利用小波分析在多尺度、多分辨率、可伸缩、可平移等方面的优势，对GPS原始载波信号、单差观测值、双差观测值进行小波分解，研究高频信号的特点。利用小波分析工具实施GPS观测数据的小波分解和重组，研究GPS信号噪声的特性，对GPS网数据处理具有较好的指导和实用意义。     

基于混沌振子的微弱GPS信号检测算法

针对微弱GPS信号的高灵敏度检测算法是当前室内环境下,GPS接收机捕获信号亟待解决的问题。由于混沌振子具有对周期信号敏感,对噪声免疫的特性,相轨迹会因为同频率周期信号发生明显改变。本文将其应用于室内环境下检测GPS信号,提出了基于Duffing混沌振子的微弱GPS信号检测算法;采用Leyapunov指数判定相轨迹所处的临界状态,辅助测量GPS信号的存在;将数值迭代方法应用于算法的实现。仿真结果表明,与传统的GPS信号检测方法相比较,基于混沌振子的检测算法可以快速捕获极低信噪比条件下的GPS信号,有效提高了捕获率和检测性能。     

GPS软件接收机微弱信号捕获算法研究

捕获是GPS接收机信号处理中的关键部分,在微弱信号情况下,传统方法不能很好地捕获到卫星信号。本文将介绍一种新型捕获方法——批式捕获法来取代传统的FFT相关搜索法,为高灵敏度GPS软件接收机提供理论依据。根据GPS信号的特征,利用软件模拟出各种信噪比数值的数据,分别采用以上2种方法对其进行捕获仿真。仿真结果表明,传统方法仅能捕获到信噪比低至42dB-Hz的信号;而批式捕获法能够在较短时间内捕获到信噪比低至29dB-Hz的微弱信号,并能有效避免由导航数据位翻转造成的误捕获。     

基于数据文件读取的GPS信号模拟技术

介绍了一种基于数据文件读取的GPS信号模拟技术。采用专门的软件系统产生包含GPS电文和观测数据的数据文件,再作为文件存储在SD卡上。仿真时读取导航电文和相应的伪距,同时产生多星的伪码,实现导航电文的调制。伪距的延迟通过数字延迟滤波器实现。最后通过正交调制的方法得到GPS射频信号。当数据文件改变时,GPS模拟信号也随之改变。信号处理的主要功能由一片FPGA实现。所有的信号模拟功能均集成在一块电路板上。该信号模拟器可以满足部分GPS接收机的测试需求。     

GPS接收机中的下变频混频器的设计与实现

本文设计了一个应用于GPS接收机的下变频混频器。该混频器的RF,LO,IF信号的频率分别是1．576GHz,1．572GHz和4MHz。混频器的供电电压为3V。基于SMIC0．18μm CMOS RF工艺模型,采用Cadence SpectreRF仿真器进行仿真,取得的转换增益（conversion gain）为15．19dB,噪声系数（NF）为16．5dB,三阶输入交调点（IIP3）为-0．535dBm,消耗的DC电流为5．4mA。混频器的版图总面积为420μm×220μm。提取寄生参数,后仿真的结果为：转换增益为15．66dB,NF为17．53dB,IIP3为-3．2dBm,消耗的DC电流为5．3mA。     

GPS卫星系统单历元确定姿态技术研究

GPS用于解算载体的姿态时必需解决的关键问题之一就是整周模糊度的确定。利用GPS现代化后拥有多个载波频率的特性,分析了三载波模糊度解算技术（TCAR）在GPS卫星系统中解算模糊度的特点,结合整数最小二乘及其降相关平差法（LAMBDA）的搜索原理实现了GPS卫星系统整周模糊度的单历元解算,并获得很高的成功率,克服了TCAR技术模糊度确定错误率较高的缺点。以三根静止天线为研究对象,进行MATLAB仿真试验,仿真结果表明,该方案完全可行,适合单历元姿态确定。     

利用FPGA实现GPS失步下精确守时

选用M 12 Timing Oncore Receiver GPS模块、Cyclone Ⅱ系列EP2C8现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、10MHz高精度恒温晶振等设计硬件电路,实现GPS时钟在失步情况下精确对时。由GPS模块接收GPS卫星授时信号,输出秒脉冲和GPS时标至FPGA,同时恒温晶振10MHz脉冲信号输至FPGA,经FPGA处理后的秒脉冲信号和GPS时标信息通过驱动电路并行送到串口或光纤模块。软件分成秒脉冲上升沿判别、10MHz晶振脉冲计数、GPS失步情况下秒脉冲生成、GPS时标接收/发送4个功能模块,用VHDL语言对各软件模块进行功能开发,并给出了程序清单。仿真和试验结果表明,该方法可保证GPS时钟在失步12h内秒脉冲误差小于50μs。     

安捷伦科技推出先进的射频GPS仿真器

安捷伦科技公司推出用于PXB基带发生器和通道仿真器平台的GPS接收机验证软件。这款全新的用于全球卫星导航系统的Agilent N7609B Signal软件以高性能通用信号发生器为基础进行设计,是目前唯一一款能够仿真12颗卫星、24个通道的信号仿真软件。     

GPS载波跟踪环设计

本文实现了一种基于科斯塔回路(Costa)的GPS载波跟踪环硬件设计。该设计首先采用数字混频器使中频信号与GPS本地数字频率合成器产成的同相和正交信号进行混频,然后经过低通滤波器滤除高频分量,再通过基于CORDIC算法的反正切电路计算出频率偏差。最后用频率偏差去修正本地数字频率合成器的输出频率,以达到消除多普勒频移,跟踪载波频率相位的目的。文中详细介绍了各个模块的设计思路以及实现,并进行了仿真。仿真结果表明,该设计具有良好的实时性和精确度。     

GPS信号捕获跟踪环路的研究及实现

捕获跟踪环路的设计是GPS接收机设计中的关键技术之一。本文首先阐述了扩频通信系统中捕获与跟踪的基本原理;重点阐述了GPS信号捕获跟踪通路的整体设计方案,详细论述了捕获跟踪模块中初始态、捕获态、同步态及保护态的设计及实现;最后给出了仿真结果和基于FPGA验证的测试数据。运行结果表明设计的捕获跟踪环路功能正常,性能可靠,可完成GPS信号的捕获和跟踪。     

GPS信号模拟器卫星状态参数的算法研究

GPS信号模拟器模拟产生GPS接收机前端接收到的卫星信号，其中需要确定的关键参数是GPS卫星的6个轨道参数。通过对地球引力场的摄动力进行分析，本文研究了作用于卫星上的力以及GPS卫星的运行规律，通过公式推导得出了利用某一时刻卫星轨道信息计算任意时刻卫星6个轨道参数的算法，并通过Matlab仿真分析不同轨道面的GPS星座分布、卫星地迹随时间的变化规律和GDOP值，从而验证了计算得到的卫星轨道参数满足模拟器的设计及性能要求。     

一种适用于GPS信号异常情况的高精度主时钟设计方法

合并单元采样同步是智能变电站正常工作的前提。GPS信号正常时利用最小二乘法建立晶振的误差估计模型,GPS信号异常时利用晶振产生秒脉冲,并用已建立的晶振误差估计模型对这些秒脉冲进行误差补偿后用以作为各合并单元的同步时钟,提出了一种利用GPS信号接收机和晶振共同组成主时钟的设计方法。该方法综合考虑了晶振已有的频率偏差和在GPS信号异常期间由于晶振老化所带来的误差,估计并补偿了GPS信号异常时晶振秒脉冲的误差。仿真结果表明该方法能有效消除晶振累积误差,所产生秒脉冲的误差在前10 min内不超过50 ns,满足系统对时钟的精度要求。     

基于GPS实现电力系统高精度同步时钟

根据全球定位系统(global positioning system,GPS)秒时钟的随机误差和高精度晶振的累计误差互补的特点,利用数字锁相原理,通过测量GPS秒时钟与晶振秒时钟间的相位差来控制晶振秒时钟的分频系数,实时消除晶振秒时钟的累计误差,从而产生高精度秒时钟,并利用复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)设计了高精度同步时钟系统。GPS信号接收正常时,CPLD根据数字锁相原理产生高精度同步时钟;GPS信号接收不正常时,CPU调取存储的分频系数控制CPLD产生高精度时钟。仿真分析和实验结果表明该时钟系统具有很高的时间准确度和稳定性。     

GPS软件接收机中一种新的弱信号捕获算法

在软件GPS接收机中,捕获是接收机最先启动的工作模块,为保证接收机的高灵敏度,对捕获模块的指标要求严格。为了在弱信号环境下捕获GPS(global positioning system)信号,提出一种新的算法。该算法首先对1ms的数据进行分块和补零处理,然后通过对导航数据跳转沿的估计,延长了相干累积时间,综合考虑捕获时间和灵敏度,处理数据长度设置为280ms。仿真结果表明,这种算法能够捕获信噪比为-44dB的信号,同时确保较少的运算量和较高的灵敏度。     

Atmel与u-blox共谋手持及汽车产品的GPS跟踪新技术

Atmel公司和u-blox AG公司日前宣布共同推出一种新型全球定位系统（GPS）弱信号跟踪技术-SuperSense，该技术支持Atmel的ANTARIS全球定位系统芯片组和u-blox的GPS模块。借助该定位系统的新软件，人们有可能在建筑物内部、市区凹地、遮蔽的道路和其他以前GPS无法覆盖的地区实现精确的全球定位导航。     

Galileo/GPS卫星导航模拟源的FPGA算法设计与实现

Galileo卫星导航系统各频段信号中引入了多种新兴调制方式，是新一代卫星导航系统典型代表。目前可见星数量有限，给深入探索带来了一些困难，故采用“上位机+FPGA+DSP”架构设计实现了Galileo+GPS卫星导航信号模拟源，着重研究卫星导航模拟源FPGA端的算法，完成了多普勒频移模拟、副载波生成、偏置载波调制、伪距信号生成的工作，解决了各模块信号对齐的关键技术，产生了Galileo E1 OS和GPS L1 C/A中频信号。利用硬件接收机对生成的信号进行接收验证，实验结果表明，接收机能正确捕获跟踪定位，定位坐标与预设坐标相符，证明了仿真信号的正确性。