目录
1.绪论 (1)
1.1引言 (1)
1.2国内外全球卫星导航系统的发展概况 (1)
1.2.1GPS卫星导航系统 (1)
1.2.2GLONASS系统 (2)
1.2.3Galileo系统 (2)
1.2.4北斗卫星导航系统 (3)
1.3卫星导航信号模拟器的国内外发展现状 (4)
1.3.1卫星导航信号模拟器的发展现状 (4)
1.3.2卫星导航信号模拟器控制软件发展现状 (7)
1.4课题来源及研究意义 (9)
1.5论文内容安排 (9)
2.控制软件总体设计及主要功能 (11)
2.1软件设计分析 (11)
2.1.1控制软件功能分析 (11)
2.1.2控制软件非功能性分析 (12)
2.2软件架构设计 (13)
2.2.1人机交互模块 (13)
2.2.2时间坐标系统模块 (14)
2.2.3载体运动轨迹计算模块 (15)
2.2.4卫星位置计算模块 (16)
2.2.5导航电文生成模块 (16)
2.2.6等效伪距误差计算模块 (17)
2.2.7接口控制与数据传输模块 (17)
2.3软件工作流程图 (18)
2.4本章小结 (19)
3.载体运动轨迹计算模块 (20)
3.1坐标系统 (20)
3.2坐标系之间转换 (22)
3.2.1三种坐标系的基本变换 (22)
3.2.2大地坐标系（BLH）与地心地固坐标系的转换 (22)
3.2.3发射坐标系与地心地固坐标系的转换 (23)
3.2.4发射坐标系与大地坐标系（LBH）的转换 (24)
3.3基本场景仿真设计 (25)
3.3.1直线运动 (25)
3.3.2圆周运动 (26)
3.3.3抛物线运动 (27)
3.3.4螺旋运动 (28)
3.4复杂场景仿真设计 (29)
3.4.1地球模型和标准大气 (29)
3.4.2弹体所受力与力矩分析 (32)
3.5本章小结 (36)
4.卫星位置计算模块 (37)
4.1卫星轨道计算 (37)
4.1.1星历拟合算法设计 (37)
4.1.2星历差值算法设计 (44)
4.2卫星可见星判断 (48)
4.2.1一般条件下可见星的判断 (48)
4.2.2载体姿态下可见星的判断 (49)
4.2.3算法仿真验证 (51)
4.3本章小结 (53)
5.等效伪距误差计算模块 (54)
5.1星钟误差模型 (54)
5.2相对论效应误差模型 (54)
5.3电离层误差模型 (55)
5.4对流层误差模型 (56)
5.5多径误差模型 (58)
5.6信号延迟计算模型 (58)
5.7本章小结 (60)
6.系统试验与分析 (61)
6.1载体运动轨迹生成 (61)
6.2数据分析 (64)
总结与展望
参考文献
致谢
1.绪论
1.1引言
随着科学技术的日新月异，世界各国的卫星导航技术已逐步具有高精度、广用途、高可靠性等强大优势。卫星导航系统的应用遍及海、陆、空等军事或民用领域，是能够提供空间信息的重要基础设施，关系到各国在国际产业上的战略地位。目前，顶级的全球卫星导航系统分别为美国GPS卫星导航系统、俄罗斯GLONASS卫星导航系统、欧洲Galileo卫星导航系统、中国“北斗”导航系统[2]。
1.2国内外全球卫星导航系统的发展概况
1.2.1GPS系统
全球卫星定位导航系统(Global Positioning System，GPS系统)是起始于20世纪50年代美国军方的一个项目，至20世纪70年代逐步发展成为全球卫星定位导航系统，主要目的是为海陆空三大领域提供能够覆盖全球的实时、全天候、高精度导航任务。此系统起源于该国早期的海军子午卫星系统，并且历时20年经历了三个发展阶段，耗资200亿美元建成。目前，GPS系统主要提供民用（标准定位服务）和军用（精密定位服务）两种不同的服务模式。标准定位服务（SPS）对全世界的用户均是可用的、免费的，这种服务提供的定位精度为：水平面内优于13米，垂直平面内优于22米。而精密定位服务（PPS）仅供美国授权的军方用户或者其选定的政府机构所使用。GPS定位导航系统主要采用码分多址技术，利用到达时间测距原理（TOA），实时确定用户的位置。该系统为用户提供精密授时和导航定位服务，具有方便灵活、优质廉价等特点，为用户提供连续、实时、精确的导航服务[2]。
目前的GPS技术正朝着更加现代化的方向发展[3][4]，主要研究内容包括：（1）将在GPS卫星信号的L1频率和L2频率上增设新型军用代码M码，提高其反破译能力，增加技术的保密安全性能；（2）提高军用码的发射信号强度，用以对抗系统内外的电子干