Galileo卫星导航信号频率特性仿真研究

Galileo E1导航信号质量分析与评估杨德进;卢晓春;王雪【摘要】对高增益天线采集的3颗伽利略导航卫星播发E1民用信号进行质量评估,详细介绍码片波形、功率谱、相关函数和S曲线偏差和峰均比等导航信号分析方法,针对同频率、同相位、同带宽导频与数据分量基带波形相互缠绕问题,提出采用多周期累加平均算法获得单分量基带信号,同时提出功率补偿算法解决多路复用信号功率分配导致相关损失难以计算的问题.Matlab软件分析结果表明,提出的算法可行有效,最后得出综合因素对测距精度的影响,在0.15码片的相关间隔内,Galileo E1民用信号的测距误差不超过0.42 ns.此研究方法与研究结果对我国全球卫星导航系统的建设具有借鉴意义.【期刊名称】《时间频率学报》【年(卷),期】2017(040)003【总页数】15页(P178-192)【关键词】Galileo E1信号;信号质量评估;CBOC调制;Interplex调制【作者】杨德进;卢晓春;王雪【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学天文与空间科学学院,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京100049【正文语种】中文【中图分类】TN911.6伽利略（Galileo）卫星导航系统是欧盟以民用为目的而独立自主地设计开发的一套全球卫星导航系统（globa1 navigation satel1ite system，GNSS），Galileo 系统是由欧盟和欧洲空间局一起创建、开发[1]。

Galileo系统设计由30颗位于地球中轨道卫星、3个两两间隔120°的轨道面构成，2005年12月28日发射一颗测试卫星GIOVE-A，计划2020年发射完所有的导航卫星。

卫星导航系统多路复用信号相关峰检测算法研究潘伟川;王雪;贺成艳【摘要】卫星导航系统多路复用信号支路信号之间的干扰导致接收信号的自相关函数不完全对称,影响了传统接收机的捕获性能.为了解决上述问题,提出了涉及两个对称相关函数的算法.通过该算法得到的接收信号自相关函数是完全对称的,且可降低其他支路信号或噪声对需要处理的信号的影响.通过仿真验证了新算法在多路复用信号捕获和抑制干扰方面的优越性.【期刊名称】《时间频率学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】8页(P163-170)【关键词】导航信号;多路复用;信号捕获;相关函数【作者】潘伟川;王雪;贺成艳【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600【正文语种】中文【中图分类】TN96随着全球卫星系统的发展和人们对定位精度需求的增加，导航卫星需要发射更多的信号，然而导航频段资源有限，导航卫星需要在同一频段发射更多信号。

现代化的GPS卫星在L1频点需要同时发射L1M，C/A码和P（Y）码3路信号，在L2频点上需要同时发射P（Y），L2C和M码信号。

Galileo卫星在E1和E6每个频点也要同时发射3路信号。

考虑到导航卫星高功放功率有限且存在非线性失真，目前GPS和Galileo提出了运用互复用技术[1]将3路导航信号调制成具有恒包络特性的多路复用信号的方案。

所以接收机接收到的GPS或Galileo导航系统的多路复用信号中将至少包含3路信号。

而不同用户根据不同需求，往往仅需要其中一路信号，其他支路信号则视为干扰。

随着卫星导航系统的飞速发展，导航系统需要更多信号来满足日趋多样化的用户需求，然而有限的频率资源及卫星平台高功放有限的功率限制了卫星信号很难在多频段发射多路信号。

GNSS模拟器和RPS射频记录回放系统对比在探讨GNSS（全球导航卫星系统）模拟器和RPS（射频记录回放系统）的对比时，我们首先要认识到这两种设备在卫星导航与无线通信测试领域各自扮演着不可或缺的角色。

GNSS模拟器，作为一种高精度的测试工具，专注于模拟全球各大卫星导航系统（如GPS、GLONASS、Galileo、Beidou等）的信号，为导航设备的研发、测试及验证提供了强有力的支持。

而RPS射频记录回放系统，则侧重于实时捕获并回放射频信号，广泛应用于无线通信、雷达系统、电子对抗及频谱监测等多个领域，其强大的记录与回放功能为系统性能评估、故障排查及复杂电磁环境模拟提供了重要手段。

接下来，我们将从多个维度深入对比GNSS模拟器和RPS射频记录回放系统，包括它们的工作原理、功能特性、应用场景以及技术优势等方面，以期为读者呈现一个全面而清晰的对比视角。

通过这一对比，我们不仅能够更好地理解这两种设备在各自领域的独特价值，还能为相关领域的工程师和技术人员在选择测试工具时提供有益的参考。

一 GNSS模拟器的原理、特性及功能1.1什么是GNSS模拟器？GNSS模拟器是专为GNSS（全球导航卫星系统）接收机及相关系统测试设计的一种高效工具。

它能够模拟GNSS星群（包括GPS、伽利略、GLONASS、北斗、SBAS等）的信号，使测试环境得以在可控的实验室条件下重现，无需依赖实际卫星信号。

这一特性使得GNSS模拟器在芯片研发、模块验证、设备生产及产品验证等各个环节中发挥着关键作用。

通过模拟GNSS卫星发送的信号，GNSS模拟器能够确保接收机以处理真实卫星信号的方式处理这些模拟信号，从而实现对接收机性能的全面评估。

展示了GNSS模拟系统的基本示意图，直观展示了其工作原理。

1.2 GNSS模拟器的特性及优势控制性：GNSS模拟器提供了前所未有的精确控制能力，允许用户细致调整测试场景中的每一个GNSS卫星信号参数（如信号强度、多普勒频移、多路径效应等），以及模拟各种天气和环境条件（如电离层扰动、对流层延迟等）。

第19卷 第6期2010年11月 航 天 器 工 程SP ACECRA FT EN GI NEERIN GVo l.19 No.6115Galileo 导航卫星电源技术概述崔 波 曾 毅 张晓峰(北京空间飞行器总体设计部,北京 100094)摘 要 继美国的GPS 卫星导航系统和俄罗斯的GLON ASS 卫星导航系统之后,欧洲各国正在合作研制Galileo 全球卫星导航系统。

文章结合Galileo 系统已经发射的两颗试验卫星,介绍了Galileo 导航卫星的电源系统技术特点,并对其设计思路进行了分析,可为我国卫星电源系统设计所借鉴。

关键词 伽利略导航卫星;电源系统;锂离子电池;模块化中图分类号:V442 文献标志码:A 文章编号:1673-8748(2010)06-0115-06O verview of Galileo Navigation Satellite Power S ystemCU I Bo ZENG Yi ZH ANG Xiaofeng(Beijing Institute of Spacecraft Sy stem Engineering,Beijing 100094,China)Abstract:T w o Galileo ex perimental satellites named GIOVE -A and B w ere launched in r ecent year s for techno logy demo nstration.The desig n of their electric pow er system is intr oduced,and its technical character and design w ay are analyzed to benefit our satellite electric pow er sy stem design.Key words:Galileo nav ig ation satellite;pow er system;lithium ion battery;modular ization收稿日期:2010-07-13;修回日期:2010-09-30作者简介:崔波(1982-),男,硕士,从事航天器电源系统总体设计工作。

伽利略导航卫星E1 B伪码跟踪技术研究王千喜;刘岩;杨晓昆;翟羽佳;李秋凤;胡强【摘要】Galileo系统的BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,BOC 信号自相关函数具有的多峰性使跟踪具有很大的难度,跟踪时容易误锁在边峰上.为了解决这个问题,利用Fante提出的自相关函数线性化算法推导了一组参数,仿真结果表明该组参数的归一化鉴别器输出的码片误差在-1到1之间具有线性特征,最后介绍利用此方法参数实现的接收机.%Galileo BOC signal system has less tracking jitter and better resistance to multipath performance. The binary offset -carrier (BOC) waveform has a correlation function containing multiple peaks that make tracking signal difficult and a signal tracker can lock onto the wrong peak. A set of parameters are derived to solve this problem by making use of Fante' s autocorrelation function linear algorithm and Simulation results show that the normalized output of the set of parameters possesses linear characteristics when chip errors are in the - 1 to1. In the end the receiver that is implemented with the parameters is introduced.【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】4页(P19-22)【关键词】二进制偏移载波;伽利略;接收机;滤波器【作者】王千喜;刘岩;杨晓昆;翟羽佳;李秋凤;胡强【作者单位】中国航天科工信息技术研究院,北京100070;中国航天科工信息技术研究院,北京100070;中国航天科工信息技术研究院,北京100070;中国航天科工信息技术研究院,北京100070;中国航天科工信息技术研究院,北京100070;中国航天科工信息技术研究院,北京100070【正文语种】中文【中图分类】TN961 引言伽利略(Galileo)是欧洲的全球导航系统，为民用用户提供高精度有保证的全球定位服务。

GNSS 信号频点综述一、GPS 系统的信号体质GPS 的所有信号分量都是基于同一个频率产生的：MHz f 23.100=两种载波，即：MHz f f L 42.157515401=⨯= MHz f f L 60.122712002=⨯= GPS 卫星信号的两种信号分量：测距码和数据码是采用调相技术调制到载波上的，且调制码的幅值只取0或1。

在1L 载波上,调制有C/A 码、P 码（或Y 码）的数据码，完整的信号结构为：在2L 载波上，只用P 码进行双相调制，其信号结构为：其信号图示如下[1]：11111()()()cos()()()sin()L P i i L C i i L S t A P t D t t A C t D t t ωϕωϕ=+++222()()()cos()L P i i L S t B P t D t t ωϕ=+图2 GPS各信号示意其信号功率分配图如下[1]：图3 GPS信号功率分配图1999年1月25日由美国副总统发表了进行GPS现代化的文告，文告指出：一是要发展军码和强化军码的保密性能，加强抗干扰能力；二是要阻扰地方的使用，事假干扰；三十要保持再有威胁地区以外的民用用户有更加精确更安全的使用。

L GPS现代化第一阶段：发射12颗改进型的GPS BLOCK ⅡR型卫星。

在2上加载CA 码，在1L 和2L 上试验性的加载新军码（M 码）。

下图为新增M 码后的信号频点图示[2]：图4 GPS 新增M 码后信号功率示意GPS 现代化第二阶段：发射6颗GPS BLOCK ⅡF 型卫星。

除上述功能外，在此还增加了5L 频点，作为新的民用频点。

GPS 现代化第三阶段：发射GPS BLOCK Ⅲ型卫星。

计划用近20年的时间完成GPS Ⅲ计划，取代目前的GPS Ⅱ[3]。

下图为GPS 现代化各阶段的信号分配图示[4]：图5 GPS 现代化进程各阶段信号功率分配图下图为不同时期军用、民用信号的说明[5]：图6 GPS军用、民用信号对比二、GNOLASS系统的信号体质GLONASS是global navigation satellite system的首字母缩写，是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统类似的卫星定位系统，现由俄罗斯空间局管理。

GNSS卫星模拟信号产生技术的研究与实现开题报告一、选题背景全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS) 已成为了现代社会中不可或缺的基础设施之一。

而GNSS卫星模拟器则是GNSS研究、开发和测试的重要工具之一。

它可以模拟真实卫星发射的信号以及各种干扰情况，从而测试GNSS接收机的性能，验证算法和协议，以及研究不同应用场景下的GNSS 运行情况。

因此，GNSS卫星模拟器的研究对于提高GNSS系统的可靠性和精度具有重要意义。

二、研究内容本课题旨在研究GNSS卫星模拟信号产生技术，并实现一个包含GPS、GLONASS、Galileo和BeiDou等多种系统的卫星模拟器，具体研究内容包括：1. GNSS信号模拟器的基本原理和要求；2. 各种GNSS系统的信号特性和参数，包括频率、码型和调制方式等；3. 研究GNSS信号的仿真算法和实现方法，包括基于真实信号的仿真和基于数学模型的仿真；4. 实现一个具有多种GNSS系统的卫星模拟器，并进行性能测试。

三、研究意义本课题的研究成果将对以下方面产生重要意义：1. 提高GNSS系统的可靠性和精度，进一步完善GNSS技术；2. 为GNSS接收机的性能测试和算法验证提供重要工具；3. 为GNSS在不同应用场景下的运行情况研究提供数据支撑。

四、研究方法本课题将采用文献研究和实验研究相结合的方法进行研究。

具体来讲，将按照如下步骤进行：1. 收集和阅读相关文献和资料，了解GNSS系统和卫星信号的特性和参数；2. 研究GNSS信号的仿真算法和实现方法，对比分析各种方法的优缺点；3. 基于已有仿真技术，选择合适的算法和工具，实现一个包含多种GNSS系统的卫星模拟器；4. 对所实现的卫星模拟器进行性能测试，比较仿真结果和真实数据的差异，评估模拟器的精度和可靠性。

五、预期成果本课题的预期成果包括：1. 一篇开题报告，详细介绍课题的研究背景、内容、意义和研究方法；2. 一个包含多种GNSS系统的卫星信号模拟器，实现基于真实信号的仿真和基于数学模型的仿真；3. 一个性能测试平台，能够对卫星模拟器的精度和可靠性进行评估；4. 一篇论文，总结卫星信号模拟器的研究成果，论述其意义和应用价值。