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4.2 基于SystemView的单星信号算法设计 15
4.2.1 单星信号生成的算法设计及实现 15
4.2.2 单星信号接收的算法设计及实现 17
4.3.1 多星信号生成的算法设计及实现 24
4.3.3 多星信号系统的分析 30
结论 40
致谢 41
参考文献 42
1 引言
1.1 研究背景
自文明诞生，人类一直渴求对空间位置的把握和掌控，捕猎，战争，通讯，旅行，出海等等这些活动都对定位要求有着极高要求。人类也在不断研究，发明，探索，创新，新鲜的导航技术不断被开发出来，GPS全球定位系统应运而生。
1.2 本课题的研究目的和意义
GPS全球定位系统全球全天候工作和具体有的自动测量特性，使它与其他技术有着无可比拟的优势，GPS全球定位系统作为先进的测量手段，已经完全融入了经济建设、军队建设和社会进步等领域。GPS全球定位系统在今天已经得到了越来越广泛的应用。随着GPS接收机的应用也越来越广泛，性能已经有了很大的的提高。
测试的GPS接收器的性能，就需要GPS模拟器在真实的环境中生成的GPS信号,这个GPS模拟器的作用是提供GPS定位接收器的开发环境，静态检测接收机以及动态性能。由于卫星在太空中运行速度和加速度非常大，所以卫星在太空中所产生的信号就是在高动态环境下产生的。为了满足GPS接收机的捕获和跟踪实际情况，就要根据卫星轨道参数来调整载波多普勒频率模拟器，以达到目的。
GPS信号模拟器需要计算复杂的卫星星历，然后生成导航信息以及高动态复杂的波形，然后确定载波调制信号，计算能力，扩频码，载波传输误差和噪声干扰，接收机性能测试。在模拟器开发的过程当中，一个重要的考虑是模拟误差。此外，测量卫星信号到达接收机的波形参数也是困难的。
1.3 课题研究内容
1、 查找相关参考文献资料，熟悉GPS系统组成、信号发射和接收原理；
2、 熟练掌握SystemView软件的开发，能够独立构建仿真环境；
3、 完成GPS信号中频接收系统的模型构建，画出系统的仿真图，完成算法研究，得到算法仿真结果；
4、 使用仿真模型对不同卫星的信号发射和接收进行仿真，完成系统的要求
2 GPS系统原理
本次项目主要目的和重要任务就是对GPS信号的发射和接收过程进行仿真研究,理解GPS卫星系统的原理，为进一步研制GPS卫星定位系统接收机提供参考和指导。
2.1 GPS系统组成及其相应仿真要求
自创造之日起，全世界一直对GPS有着浓厚的兴趣，对其及其相关技术研究越来越多,越来越深入。我国在GPS研究领域也取得了一些关键技术上的研究成果。本章节首先将简要介绍GPS全球定位系统组成结构，然后会详细解释与GPS信号相关的知识，包括信号的作用、生成方式、传递的信息等的理论基础。
2.1.1 GPS系统组成
GPS全球定位系统是由覆盖全球的24颗卫星组合而成,以这覆盖整个空间的24颗定位人造卫星为基础，向全球全天候提供三文位置、速度等信息。
GPS全球定位系统主要由三部分组成，分别是空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。空间星座部分的24颗卫星均匀分布在751个间隔的轨道面，这24颗卫星中有3颗是备用卫星，其他都是工作卫星。这样的卫星安排分布既能够使位于地平线以上的卫星数最多可达11颗，最少也为4颗。地面监控部分包括1个主控站、4个地面天线站和6个监测站组成。