基本信息
- 项目名称：
- 高动态北斗/GPS卫星信号模拟器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 高动态北斗/GPS卫星信号模拟器是一种能够在室内产生高动态情况下接收机接收到的卫星信号的电子设备。借助该设备，用户可以在室内实时模拟飞机、火箭、导弹、卫星等高动态载体在飞行中接收到的北斗/GPS卫星信号，是研制和开发各种军用接收机的关键设备;同时对北斗导航系统验证具有重要意义。
- 详细介绍：
- 高动态北斗/GPS卫星信号模拟器采用先进的高动态信号模拟算法，可以模拟各种动态场景，主机采用大规模现场可编程门阵列器件（FPGA）和高速数字信号处理器（DSP）实现，用户可根据测试要求，灵活配置各种仿真参数，实时模拟北斗/GPS卫星信号。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 关键技术 高精度信号延迟技术 高动态载波相位控制技术 载波和码相位同步技术 高精度载波NCO和码NCO实现技术 多路、多导航系统信号同步技术 主要技术指标 1、 信号类型 北斗B1频点民用导航信号（12通道） GPSL1频点民用导航信号（12通道） 2、 信号精度伪距精度： ±0.01m（RMS）（动态小于45m/s2 /50m/s3） ±0.02m（RMS）（动态小于450m/s2 /500m/s3） 伪距变化率： ±0.01m/s（RMS）（动态小于45m/s2 /50m/s3） ±0.02m/s（RMS）（动态小于45m/s2 /50m/s3） 伪距变化精度：±0.01m（RMS） 载波相位变化精度：±0.01m（RMS） 伪距变化范围： ±1s 信号电平标称值：-90dBm 信号电平范围： ±20dB 信号电平分辨率：0.2dB 3、 动态参数速度、加速度、加加速度参数满足车载、船载、弹载、星载等动态应用。
科学性、先进性
- 目前我国的北斗导航系统还处于建设中。高动态北斗/GPS卫星信号模拟器可以在北斗导航系统建设前完成对北斗接收机设备的研制；通过同时模拟北斗、GPS两种不同体制的导航信号，从信号体制、信号接收角度验证系统间的兼容性和互操作性；评估载体运动过程中接收到的各种信号，以验证和考核导航信号体制设计的合理性；为导航电文格式设计研究和验证提供输入电文。本作品采用DSP+FPGA平台产生数字中频信号，可以不依赖于计算机独立运行，便于携带，信号精度高，稳定度好，载体运动方式可选择性大，GPS信号生成，利用相同高性能接收机，与国外斯伯伦模拟器GNSS8000系列进行高动态性能比较，精度误差和稳定度在一个数量级，达到国际先进水平。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年中国国际高新技术成果交易会展示 2011年广西区“挑战杯”一等奖
作品所处阶段
- 单GPS模拟器处于生产阶段 北斗/GPS模拟器处于中期测试阶段
技术转让方式
- 专利
作品可展示的形式
- 实物产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 高动态北斗/GPS卫星信号模拟器使用简单，携带方便，预设一个静态场景和一个动态场景，用户也可通过设定相关场景参数实现场景生成。通过简单升级即可实现GLONASS、伽利略卫星信号生成。该产品适合高校、研究所研制各种高性能北斗/GPS接收机，为多用途北斗/GPS接收机方案验证可行性，以及导弹部队的日常模拟训练，随着我国自主研制的“北斗”卫星导航系统投入应用，北斗民用接收机的提前研制能够加快我国导航事业产业化，对推动北斗接收机在全国范围内的应用具有促进作用。北斗模拟器的研制成功加快了北斗接收机的投入市场的速度，具有很强的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 随着RNSS系统建设和应用的日益广泛，对卫星导航信号模拟源的研究和应用需求也处于不断的升温之中。由于卫星导航信号模拟源是卫星导航系统和各种接收设备（尤其是高动态接收机）研制的关键仪器，一直受到军事和工业部分的关注。国外较早开展了相关技术研究，其中以GPS模拟源最为成熟，并已研制出多种型号的卫星导航RF信号模拟源并投入使用，如美国Stanford Telecom公司的STEL-9200，CAST公司的1000、2000、4000系列，英国SPIRENT公司的STR4750、STR4760、GSS7700系列等。这些模拟源有单通道和多通道之分，结构多采用计算机加独立仪器机箱或计算机加插卡板的形式，具有交互式的图形界面，允许用户对仿真中所用的各种参数进行设置和修改，有的模拟源还能专门模拟各种环境和人为的干扰信号。经过几代产品更新，国外GPS卫星信号模拟源功能日臻完善，性能更加先进，不仅可以模拟单点定位卫星信号，还可以模拟差分信号、姿态测量信号，有的还具有完全的星基增强系统功能(如WAAS)。多体制卫星导航信号模拟源涉及的技术难度大，又国外对模拟源研制核心技术都严格保密，公开发表的技术文献很少，这在一定程度上制约了我国RNSS卫星导航信号模拟源在国防领域的应用，不利于我国高性能COMPASS系统的建设和高动态接收设备的研制。但是由于国防现代化的需要，卫星导航产业也随之蓬勃发展，国内越来越多从事卫星导航模拟源研制的企业和科研院。其中，国内GPS信号模拟源有较为成熟的产品，如北京航空航天大学、国防科技大学、东方联星、石家庄中国电子科技集团公司第54。这些单位研制的多通道GPS信号模拟源，可以模拟所有可视GPS卫星的星座，模拟GPS卫星的运动状态和用户接收机的运动状态，实时产生全功能的GPS卫星信号，用户测试静态和动态接收机的相关参数。另外，航天恒星科技股份有限公司的GPS/GLONASS导航信号源产品正处在研发阶段。从国内市场现状上看，国内目前没有自主研发的多体制导航信号模拟源，由于各个导航信号系统的信号频段、带宽、码速率、电文格式等存在较大差异，要研发多体制高性能导航信号模拟源，关键是突破其信号模拟技术 、多体制信号源同步实现技术。
