[发明专利]一种可重构的导航卫星模拟器

说明书

本发明涉及一种可重构的导航卫星模拟器，包括综合信息处理单元、基于GPU信号处理服务器组、模拟信号收发终端组、Ka/L上下变频器、时频终端单元以及监显计算机。本发明通过采用基于GPU的信号处理服务器组来实现L、S、Ka信号的解调和生成，实现星间、星地信号体制可重构；通过采用非实时操作系统计算机安装Vxworks仿真环境并外接时频触发信号模拟实时星载计算机；模拟器中设备之间的通信协议采用UDP网络协议，数据域中有效数据同真实星载设备间通信协议。

技术领域

本发明涉及导航卫星的地面仿真技术领域，具体涉及一种可重构的导航卫星模拟器。

背景技术

在全球卫星导航系统建设时，需搭建全球卫星导航系统体制、接口和主要关键技术验证等试验验证平台，用于对大系统体制进行试验验证，对卫星、运控、测控、星间链路运行管理和应用五大系统之间的接口进行验证评估，对全球卫星导航系统主要关键技术研究成果进行试验验证，为各大系统间信号、信息流的运行故障诊断、升级换代提供试验验证手段。卫星模拟器是地面试验验证系统的重要组成部分，用于代表空间段的状态开展全系统的试验验证任务。

为确保试验验证结果的可信度，需卫星模拟器与真实卫星的关键技术指标一致，同时为方便开展各种新技术、新体制的试验验证任务又需要卫星模拟器具备灵活可配置的特点。全球卫星导航系统在轨卫星有30多颗，地面需要多颗卫星模拟器才能对整个系统开展较为逼真的仿真试验，这就需要卫星模拟器具有通用化产品化的特点。导航卫星在轨需要完成L、S、Ka三个频段的信号接收和发射，若分别研制信号收发设备会导致研制任务复杂、成本高、产品一致性不好控制，不利用批量化生产卫星模拟器，并且也会给未来的维护造成困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可重构的导航卫星模拟器。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种可重构的导航卫星模拟器，所述导航卫星模拟器包括综合信息处理单元、基于GPU信号处理服务器组、模拟信号收发终端组、Ka/L上下变频器、时频终端单元以及监显计算机，其中，所述综合信息处理单元通过以太网与基于GPU信号处理服务器组及监显计算机连接，所述综合信息处理单元用于完成卫星所有信息处理的模拟仿真；所述基于GPU信号处理服务器组的一端通过光纤与模拟信号收发终端组连接，另一端通过以太网与综合信息处理单元连接，所述基于GPU信号处理服务器组用于收发数字基带信号并进行实时处理；所述模拟信号收发终端组一端通过光纤与基于GPU信号处理服务器组连接，另一端与Ka/L上下变频器及低噪放连接，所述模拟信号收发终端组用于实现信号上下变频、数模变换、数据传输；所述时频终端单元用于对基于GPU信号处理服务器组、模拟信号收发终端组以及综合信息处理单元的输入和输出信号进行监测。

在第一方面的一种实施方式中，所述综合信息处理单元包括星载计算机模拟器、自主运行单元模拟器和导航任务处理机模拟器。

在第一方面的一种实施方式中，所述星载计算机模拟器的输入端通过以太网与监显计算机、导航任务处理机模拟器、自主运行单元模拟器连接，星载计算机模拟器的输出端与自主运行单元模拟器、导航任务处理机模拟器、监显计算机连接，所述星载计算机模拟器用于完成遥控指令的解帧、执行或转发，完成遥测信息采集及打包下传。

在第一方面的一种实施方式中，所述自主运行单元模拟器的输入端通过以太网与基于GPU信号处理服务器组连接，所述自主运行单元模拟器的输入端与星载计算机模拟器、导航任务处理机模拟器的输出端连接，所述自主运行单元模拟器的输出端通过以太网与基于GPU信号处理服务器组、星载计算机模拟器、导航任务处理机模拟器的输出端连接，所述自主运行单元模拟器用于接收处理基于星间链路的测距、通信和测控信号，实现星间测距和时间同步、数据传输，支持卫星自主运行管理及自主定轨功能。