[发明专利]一种实现模拟卫星导航信号实时闭环同步控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种实现模拟卫星导航信号实时闭环同步控制的方法。

背景技术

卫星导航信号仿真系统广泛应用于各种射频电子系统的开发、测试和维护活动中，国内外导航系统的建设过程都采用了卫星信号仿真系统。典型的导航仿真系统如GPS信号模拟器中就能输出包含各种特性的合成射频仿真信号。

目前，全球范围内已经有美国GPS、俄罗斯GLONASS(格洛纳斯)、欧盟Galileo(伽利略)、我国“北斗二号”等全球卫星导航系统，用户可以利用多个系统有效组合实现全球范围内的兼容导航定位。而卫星导航模拟器正是能够提供多系统、多频点兼容互操作卫星信号的仪器设备，开发多规模、多体制的模拟器有利于用户机开发厂家对各种定位误差、信号捕获跟踪性能以及各种资源进行测评。

卫星导航信号模拟器用于对各类导航终端设备实现卫星不在轨、室内或临界条件下的测试，或指定条件下的重复测试。数学仿真部分可以为用户提供有关卫星运行模型，用户运动模型方面的信息，并可以图形方式显示卫星运行轨迹，通过射频仿真生成带有各类特征(延迟，多普勒，衰减等)的真实射频信号，发送到终端设备，再由测试评估部分收集终端设备的相关数据，得到测试结果，并通过数据库对测试结果进行管理。

对导航信号进行模拟的传统方法是采用开环的方法，即预先生成载体的运动轨迹、卫星场景文件和相关数据，在进行导航信号模拟时，将这些数据进行播放，不能对载体轨迹进行修正，也没有相应的数据输入接口。在卫星导航信号模拟器仿真的实际开发和使用过程中，需要生成各种不同轨迹的载体运动模型。这种模式对于那些轨迹不确定的应用而言相对测试方法较为单一，不能够解决实时修改轨迹的问题。这种方法的弊端是导航信号模拟器不能和仿真机进行连接，也不能对载体轨迹进行调整，导致导航信号模拟器功能不完整，不能应用于更加精细的模型仿真过程中。仿真机在进行系统仿真时，也缺少了卫星导航信号这个重要的反馈回路。

本发明可以解决以上问题。在大型的模拟测试系统中，采用仿真机来实时模拟载体的运动轨迹，卫星数据仿真软件和导航信号模拟器都实时进行仿真计算，仿真机根据载体的运动特性提供导航系统样机的原型设计、开发和仿真所需的仿真环境，导航信号模拟器实时产生模拟卫星信号，最终实现导航管理与制导、飞行管理等的全数字、半实物闭环实验。

发明内容

鉴于传统基于技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种模拟卫星导航信号实时闭环同步控制的方法，并以此方法为基础构建实时闭环型卫星导航信号模拟器装置，为接收机提供卫星导航模拟信号

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种实现模拟卫星导航信号实时闭环同步控制的方法，包括：

步骤A：仿真机产生一个同步触发信号，同时开始计算第一帧载体运动轨迹数据，生成完整的运动参数，传送至仿真软件。

步骤B：仿真软件接收到第一帧运动参数后，实时计算卫星当前位置和参数，实时生成卫星数据参数，然后将卫星数据参数实时传输到导航信号模拟器。

步骤C：导航信号模拟器根据卫星数据参数进行信号的模拟与同步控制，然后生成模拟导航信号。

步骤D：接收机接收模拟导航信号后，进行信号的解调，然后定位解算，将解算结果反馈给仿真机。

步骤E：仿真机根据系统步长继续进行仿真，仿真机接收到接收机传来的位置信息，进行闭环控制，然后调整载体的运动参数，将调整后的运动参数通过接口传输到卫星数据仿真软件输入接口；

步骤F：重复步骤B、C、D、E；

步骤G：当需要系统到达仿真结束时间时，仿真机停止运行，系统闭环仿真结束。

在本方法步骤B中的卫星数据仿真软件通过数据传输接口接收到第一帧运动参数，该数据传输接口为以太网接口、反射内存接口或者RS485接口中的至少一种；

其中，在步骤C中，导航信号模拟器根据卫星数据参数对信号进行控制的步骤包括：

(1)计时：导航信号模拟器接收到触发信号后，开始计时，当到达系统指定的延时时间后，导航信号模拟器开始输出信号。

(2)增加缓存：在导航信号模拟器内部，当系统未到达指定输出时刻时，导航信号模拟器内部生成的信号以数字形式存储到内部缓冲区中。

本方法中所采用的导航信号模拟器是多种体制的导航信号模拟器，包括GPS(全球定位)系统、Galileo(伽利略)系统、GLONASS(格洛纳斯)系统或北斗系统。

本方法步骤E中的系统步长可以设置为1-200ms。

本发明有益的效果