原创 GPS卫星信号模拟器关键技术（一）

     GPS（Global Positioning System）是美国建立的高精度全球卫星定位导航系统，可供陆地、空中和空间用户使用。目前GPS卫星发射的信号有Ｌ１和Ｌ２两个载波频率，Ｌ１载频上调制有C/A码和P码，Ｌ２载频上仅调制有P码。GPS卫星信号模拟器就是模拟产生GPS卫星导航信号，为GPS接收机的研制开发、测试提供仿真环境。 
     利用卫星信号模拟器进行仿真实验可划分为３个阶段［１］： 第一阶段定义移动GPS接收机的工作环境； 第二阶段根据移动GPS接收机的工作环境，由软件控制信号模拟器产生相应环境下的GPS卫星射频信号，通过射频口送GPS接收机，同时根据需要也可产生基准站的差分信息，供GPS接收机做差分使用； 第三阶段分析试验数据，对第二阶段存储的卫星信号模拟器数据和GPS接收机数据进行处理，以图表和数据文件的形式提供分析结果。高动态GPS卫星信号模拟器研制涉及伪码扩频调制与载波相位控制等许多高新技术，难度很大。国外对模拟器研制核心技术都严格保密，公开发表的技术文献很少。为了防止将信号模拟器用于军事目的，国外进口的高动态GPS卫星信号模拟器对模拟的目标类型有严格限制，在一定程度上制约了GPS卫星信号模拟器的应用，不利于高动态GPS设备的研制。北京航空航天大学在国家自然科学基金的资助下，开展了高动态GPS卫星信号模拟器研制，攻克了部分技术难题，为我国今后在国防尖端领域拓展GPS应用创造了一些条件。由于P码信号保密，国外非授权用户不能使用，因此我们研制的信号模拟器仅模拟GPS L1频率C/A码信号。本文结合在研的高动态GPS卫星信号模拟器情况，介绍模拟器的组成、工作原理，分析模拟器研制的关键技术，最后给出模拟器的一些应用。