基于时间压扩的GPS信号多普勒算法实现与验证

熊 骏，宋茂忠，于巧稚

(南京航空航天大学电子信息工程学院，南京 210016）

基于时间压扩的GPS信号多普勒算法实现与验证

熊 骏，宋茂忠，于巧稚

(南京航空航天大学电子信息工程学院，南京 210016）

为了设计可靠的GPS模拟源，多普勒效应的模拟是必须解决的问题。以推导GPS中频信号的数学模型为基础，分析了GPS信号生成过程中的关键技术，展示了GPS模拟源的实现流程，提出一种改进的GPS模拟源的多普勒算法。该方法基于传播时延的时间压扩特性，通过计算少量等间隔时刻精确信号传播时延，结合三阶多项式，可以计算出任意采样时刻的传播时延，并能够实现信号的动态多普勒。经过软件接收机和OEMStar硬件接收机对生成的信号验证，结果表明用该方法生成的信号具有较强可用性，达到了预期要求。

多普勒；时间压扩；时延；模拟源；中频信号

0 引 言

GPS信号模拟作为GNSS定位领域的关键技术,可以为接收机的研发、测试提供支撑,也可以用于GPS测量系统的设计研究,具有较高的研究价值。目前为止,关于GPS中频信号的仿真和产生国内已有一定成果［1-2］。由于接收机和卫星的相对运动会使信号产生多普勒频偏,当接收机处于高动态时尤其明显,如何生成具有动态多普勒的GPS信号,是本文想要研究的问题。文献［2］设计了时变多普勒合成器,通过设计载波NCO的输入频率控制字来产生多普勒,但并没有说明参数如何计算以及生成的多普勒如何和GPS信号生成相结合。文献［3］提到了通过迭代计算每个仿真时间点来计算多普勒,但描述多普勒生成的过程不具体而且没有列出相应的公式。……