[发明专利]GPS真机信号模拟器

说明书

本发明公开GPS真机信号模拟器，包括GPS接收器，GPS接收器采用通用的软件无线电平台来产生所需的射频信号，GPS接收器的内部集成有模拟GPS算法组件，模拟GPS算法组件运行于可编程逻辑单元(PL)，模拟GPS算法组件通过处理系统(PS)进行加载，模拟GPS算法组件控制来自电子海图数据，采用GPS真机信号模拟器来控制真机设备，使真机设备可以按照考试评估大纲的要求工作并保留完整的真机功能。基于真机的评估考试更能反映船员的真实能力，也能帮助船员提升业务水平，实用性能优，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。

技术领域

本发明涉及船员评估考试系统，特别是涉及GPS真机信号模拟器。

背景技术

实操中采用软件模拟设备界面的方式存在拟真度低，无法完全模拟出真机设备的全部功能以及性能；另外，对模拟设备的操作是通过键盘、鼠标或触摸屏完成，与真机操作区别非常大；采用模拟器方式也无法满足考试大纲的要求。采用真机方式，主要有两点不足：

采用真机方式，主要有两点不足：

1、由于大多数考试评估是在院校的教学楼内，大楼静止不动，GPS真机设备收到的真实GPS信号也将固定位置信号，不满足评估要求；

2、由于信号为固定位置，GPS真机设备有很多项目均不能发挥正常作用，如：到达报警，偏航提醒等。

目前，市场产品均针对仪器作测试，没有面向船员评估考试用的GPS真机信号模拟器，实用性能不佳，不能满足社会发展的需求。

综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要GPS真机信号模拟器，以解决现有技术的不足。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，造成船员考试评估的局限性，本发明提出GPS真机信号模拟器，设计新颖，通过虚实结合的技术方案，做到了真机设备真实反映评估场景，船员实操真机设备来完成评估，实用性能优，已解决现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

GPS真机信号模拟器，包括GPS接收器，GPS接收器采用通用的软件无线电平台来产生所需的射频信号，GPS接收器的内部集成有模拟GPS算法组件，模拟GPS算法组件运行于可编程逻辑单元(PL)，模拟GPS算法组件通过处理系统(PS)进行加载，模拟GPS算法组件控制来自电子海图数据；

GPS接收器设置为当前需要确定位置的设备，GPS接收器连接四颗卫星的脉冲星辐射信号数据；

四颗卫星已知的当前空间坐标值为Position1、Position2、Position3、Position4；

d1、d2、d3、d4设置为已知四颗卫星到GPS接收器的距离值；

Location设置为要定位的卫星GPS接收器的位置值；

GPS卫星均在广播自己的位置，那么在发送位置信息的同时，也会附加上该数据包发出时的时间戳，GPS接收器收到数据包后，用GPS接收器确定当前时间减去数据包发出时的时间戳的时间，就是数据包在空中传输所用的时间，数据包在空中的传输时间，乘上数据包的传输速度，就是数据包在空中传输的距离，即为该卫星到GPS接收器的距离，数据包采用无线电波传送，理想速度设置为光速，光速设置为c，传播时间设置为Ti；

用公式表示为：di＝c*Ti，(i＝1,2,3,4)。

进一步，GPS接收器在FPGA内部同时模拟至少4颗卫星的输出，通过时钟将各个卫星信号按照时序合理通过射频接口送出，使接收机将GPS接收器产生的多颗卫星模拟数据认为是真实的GPS信号，从而获得GPS模拟的效果。

进一步，本发明软件无线电平台的表面设置有通用板卡，软件无线电平台的接口端设置有千兆网主控接口，千兆网主控接口连接有64GB eMMC存储卡。