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⛄ 内容介绍
GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生其上安装的GPS接收机接收到的GPS卫星信号,可用于GPS接收机的功能测试,测量精度鉴定,目标运动特性仿真等,是GPS接收机研制不可或缺的一种测量设备.此外,GPS卫星信号模拟器也能充分模拟载体飞行过程中GPS接收机遇到的各种复杂情况,提供仿真结果,完善测量方案,有效降低了GPS使用风险,提高了试验成功率.国外较早开展了这方面的研究,并已获得成功,而国内在该领域仍处于空白.本文基于Matlab模拟GPS信号仿真。
%% step1:产生C/A码%
%% step2：产生导航电文
%% step3：用C/A码来调制导航电文的第一帧
%% step4: 正弦调制CA码基带信号并加入噪声
%% step5: 捕获C/A码信号
⛄ 部分代码
clear;
clc;
close all;
% 雷达信号分选仿真数据产生
% 四部雷达
% 站间距离 3km
% 接收站A和接收站A位置
aStation = [1.5e3 0 0]'; % x轴上
bStation = [-1.5e3 0 0]';
xCoordinate = random('unif',0,7e3,1,4); % 4部雷达的x轴坐标
yCoordinate = random('unif',0,4e3,1,4);
zCoordinate = random('unif',0,4e3,1,4);
radarCoordinate = [xCoordinate;yCoordinate;zCoordinate]; % 用矩阵表示四部雷达
c = 3e8; % 电磁波传输速度
aDelay(1) = norm(aStation-radarCoordinate(:,1))/c; % 目标与a站的传输时间
aDelay(2) = norm(aStation-radarCoordinate(:,2))/c;
aDelay(3) = norm(aStation-radarCoordinate(:,3))/c;
aDelay(4) = norm(aStation-radarCoordinate(:,4))/c;
bDelay(1) = norm(bStation-radarCoordinate(:,1))/c;
bDelay(2) = norm(bStation-radarCoordinate(:,2))/c;
bDelay(3) = norm(bStation-radarCoordinate(:,3))/c;
bDelay(4) = norm(bStation-radarCoordinate(:,4))/c;
% 四部雷达的发射时间不一定相同
% 由于基线只有3km，最大时差为10us，那么重频最大100k时，恰好脉冲周期为10us
% 实际上信号的 时差 是小于10us的
% 假设四部雷达信号到达a站的信号在10us内均匀分布
% 由到达a站的时间再去计算信号发射时刻，从而得到到达b站的时间
aToa(1) = random('unif',0,10e-6,1,1);
aToa(2) = random('unif',0,10e-6,1,1);
aToa(3) = random('unif',0,10e-6,1,1);
aToa(4) = random('unif',0,10e-6,1,1);
% 信号发射绝对时刻
radarTime = aToa- aDelay;
% b站到达时间的计算
bToa = radarTime + bDelay;
% 采样率100M
fs = 100e6;
% 重复周期
% 可以修改的参数
pir = [100,1e3,10e3,100e3]; % 雷达信号重复频率
pit = 1./pir;
pw = [15e-6,15e-6,8e-6,0.8e-6]; % 脉宽
pf = random('unif',23e6+20000,37e6-20000,1,4); % 载频
% 信号脉宽、幅度、载频都在这儿给出
% 脉幅最后把所有数据得到后，统一给一个随机向量
% 载频在15M带宽内给一个随机量
⛄ 运行结果
⛄ 参考文献
[1] 庄自强. 基于MATLAB的GPS信号的仿真研究[D]. 山东理工大学, 2010.
[2] 王飞. 基于LabVIEW与MATLAB混合编程的GPSL1信号模拟[D]. 华中科技大学, 2013.
[3] 杨勇, 陈偲, 王可东. 数字中频GPS信号的MATLAB仿真[J]. 2008.
[4] 马茹, 胡建伟, 杨立成. GPS信号和其干扰的Matlab仿真[J]. 电子科技, 2011, 24(5):17.
