高動態(tài)GNSS信號多普勒模擬任意階直接數(shù)字合成器設(shè)計*

周　超，王躍科，喬純捷，戴衛(wèi)華

(國防科技大學(xué) 機電工程與自動化學(xué)院， 湖南 長沙　410073)

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高動態(tài)GNSS信號多普勒模擬任意階直接數(shù)字合成器設(shè)計*

周超，王躍科，喬純捷，戴衛(wèi)華

(國防科技大學(xué) 機電工程與自動化學(xué)院， 湖南 長沙410073)

摘要：為高精度模擬高動態(tài)條件下GNSS信號的多普勒特性，提出一種任意階直接數(shù)字合成信號合成器的設(shè)計方法。設(shè)計任意階直接數(shù)字合成信號合成器的結(jié)構(gòu)；通過理論分析，推導(dǎo)各級累加器相位初值的計算公式；給出字長選擇方法。經(jīng)仿真驗證，該方法能精確模擬GNSS信號的多普勒特性。此外，提出的直接數(shù)字合成器設(shè)計方法不受階數(shù)的限制，可普遍應(yīng)用于各類信號模擬器的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：高動態(tài)；GNSS信號；多普勒；任意階直接數(shù)字合成

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System, GNSS) 的應(yīng)用越來越廣泛，幾乎涉及各行各業(yè)和生活中的各個領(lǐng)域[1-2]。GNSS信號模擬器可根據(jù)接收機載體與衛(wèi)星的相對運動關(guān)系，模擬產(chǎn)生接收機接收到的GNSS信號，用于接收機的功能測試、測量精度鑒定等[3-4]，為接收機的研發(fā)、生產(chǎn)和測試提供低成本而有效的手段[5-6]。在高動態(tài)使用條件下的導(dǎo)航過程中，例如高速飛行器導(dǎo)航、低軌衛(wèi)星定位等，衛(wèi)星與接收機載體間高速、復(fù)雜的相對運動會使得接收信號產(chǎn)生明顯的多普勒效應(yīng)[7]。接收信號相對于發(fā)射信號往往存在多普勒頻偏、多普勒加速度及更高階的多普勒特征，是影響導(dǎo)航接收機性能的關(guān)鍵要素之一。因此，為了測試和評估導(dǎo)航接收機對高動態(tài)條件下接收信號多普勒特性的處理能力，需要利用信號模擬器精確仿真GNSS信號的多普勒特性，以模擬真實的高動態(tài)運動環(huán)境。……