CN103675834A - 一种室内卫星信号仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室内卫星信号仿真系统，属于卫星航空技术领域。它包括用户轨迹仿真机、惯导模拟器、卫星导航模拟器、GNSS接收机和制导与控制计算机；本发明技术内部集成了用户轨迹仿真机、惯导模拟器、卫星导航模拟器、制导与控制计算机和GNSS接收机，各模块同时正常工作完成室内卫星信号仿真系统的搭建；本发明技术通过采用半实物仿真方式，将用户轨迹仿真机、惯导模拟器、卫星导航模拟器以及制导与控制计算机结合在一起，共同完成深组合算法验证与测试；本发明技术通过采用半实物仿真方式，将用户轨迹仿真机、卫星导航模拟器、GNSS接收机以及制导与控制计算机结合在一起，共同完成飞行器控制系统验证。

Description

一种室内卫星信号仿真系统
技术领域
本发明涉及一种室内卫星信号仿真系统，属于卫星航空技术领域。
背景技术
      随着我国卫星导航事业的蓬勃发展，卫星导航的应用越来越广，人们对于导航的需要也越来越紧密。目前对于卫星导航设备以及导航系统的测试验证系统的搭建还处于起步阶段。
目前，我国卫星导航设备的测试系统还主要体现在对于GNSS接收机自身的测试，对于导航系统的测试，特别是深组合导航系统验证手段不足。
发明内容
 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种室内卫星信号仿真系统。采用本专利可以在室内搭建一种卫星信号仿真系统，用于测试和验证深组合系统性能和飞行器控制系统性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种室内卫星信号仿真系统，它包括用户轨迹仿真机、惯导模拟器、卫星导航模拟器、GNSS接收机和制导与控制计算机；
其特征在于：用户轨迹仿真机实时产生高动态用户的轨迹信息，并将用户轨迹信息实时发送给惯导模拟器和卫星导航模拟器；
惯导模拟器实时接收用户轨迹仿真机发送的用户轨迹，实时产生惯导仿真数据，包括陀螺仪和加速度计测量数据以及惯导解算数据，然后将惯导仿真数据发送给制导与控制计算机；
卫星导航模拟器根据实时接收用户轨迹仿真机发送的用户轨迹信息，实时生成该用户轨迹天线口面的导航信号和观测数据，将射频信号实时发送给GNSS接收机，同时将观测数据实时发送给制导与控制计算机；
GNSS接收机接收卫星导航模拟器发送的射频信号，然后定位解算获得用户位置信息，然后将用户位置信息发送给制导与控制计算机；
制导与控制计算机实时接收惯导模拟器发送的惯导仿真数据，实时接收卫星导航模拟器发送的卫导观测数据，然后对惯导仿真数据和卫导观测数据进行处理，用于惯性导航和卫星导航的深组合处理和验证；
制导与控制计算机实时接收GNSS接收机发送的位置信息，并将接收到位置信息进行处理，将控制信息发送给用户轨迹仿真机，从而验证制导率及飞行控制系统。
所述卫星导航模拟器包括反射内存网卡、卫星导航数学仿真软件、射频信号生成单元和RS422串口卡；
反射内存网卡功能是实时接收外部用户轨迹仿真机生成的用户轨迹信息，然后将用户轨迹信息发送给卫星导航数学仿真软件；
用户轨迹信息包括载体运动的位置、速度、加速度、加加速度以及姿态信息，用户轨迹的仿真间隔<10ms；
卫星导航数学仿真软件实时读取反射内存网卡发送的用户轨迹信息，实时产生该用户轨迹的卫星导航观测数据以及导航电文；
卫星导航数学仿真软件将实时生成的观测数据和导航电文发送给射频信号生成单元，卫星导航数学仿真软件将观测数据发送给RS422串口卡；
射频信号生成单元实时接收卫星导航数学仿真软件发送的观测数据以及导航电文，然后根据观测数据和导航电文产生卫星导航射频信号;
RS422串口卡实时接收卫星导航数学仿真软件发送的观测数据，然后将观测数据实时发送给制导与控制计算机。
所述卫星导航数学仿真软件将实时生成的观测数据包括：可见卫星的伪距、伪距率、功率、方向角和载波相位。
所述卫星导航射频信号它包括GPS和COMPASS信号。
本发明专利技术与现有技术相比具有如下优点：
本发明专利技术内部集成了用户轨迹仿真机、惯导模拟器、卫星导航模拟器、制导与控制计算机和GNSS接收机，各模块同时正常工作完成室内卫星信号仿真系统的搭建；
本发明专利技术通过采用半实物仿真方式，将用户轨迹仿真机、惯导模拟器、卫星导航模拟器以及制导与控制计算机结合在一起，共同完成深组合算法验证与测试；
本发明专利技术通过采用半实物仿真方式，将用户轨迹仿真机、卫星导航模拟器、GNSS接收机以及制导与控制计算机结合在一起，共同完成飞行器控制系统验证。
附图说明
图1为本发明的示意框图；
图2为图1中卫星导航模拟器组成示意框图。
具体实施方式
    下面结合附图1、2对本发明进行详细描述：
一种室内卫星信号仿真系统，它包括用户轨迹仿真机1、惯导模拟器2、卫星导航模拟器3、GNSS接收机4和制导与控制计算机5；
用户轨迹仿真机1实时产生高动态用户的轨迹信息，并将用户轨迹信息实时发送给惯导模拟器2和卫星导航模拟器3；
惯导模拟器2实时接收用户轨迹仿真机1发送的用户轨迹，实时产生惯导仿真数据，包括陀螺仪和加速度计测量数据以及惯导解算数据，然后将惯导仿真数据发送给制导与控制计算机5；
卫星导航模拟器3根据实时接收用户轨迹仿真机1发送的用户轨迹信息，实时生成该用户轨迹天线口面的导航信号和观测数据，将射频信号实时发送给GNSS接收机4，同时将观测数据实时发送给制导与控制计算机5；
GNSS接收机4接收卫星导航模拟器3发送的射频信号，然后定位解算获得用户位置信息，然后将用户位置信息发送给制导与控制计算机5；
制导与控制计算机5实时接收惯导模拟器2发送的惯导仿真数据，实时接收卫星导航模拟器3发送的卫导观测数据，然后对惯导仿真数据和卫导观测数据进行处理，用于惯性导航和卫星导航的深组合处理和验证；
制导与控制计算机5实时接收GNSS接收机4发送的位置信息，并将接收到位置信息进行处理，将控制信息发送给用户轨迹仿真机1，从而验证制导率及飞行控制系统。
所述卫星导航模拟器包括反射内存网卡6、卫星导航数学仿真软件7、射频信号生成单元9和RS422串口卡8；
反射内存网卡6功能是实时接收外部用户轨迹仿真机生成的用户轨迹信息，然后将用户轨迹信息发送给卫星导航数学仿真软件7；
用户轨迹信息包括载体运动的位置、速度、加速度、加加速度以及姿态信息，用户轨迹的仿真间隔<10ms；
卫星导航数学仿真软件7实时读取反射内存网卡6发送的用户轨迹信息，实时产生该用户轨迹的卫星导航观测数据以及导航电文；
卫星导航数学仿真软件7将实时生成的观测数据和导航电文发送给射频信号生成单元9，卫星导航数学仿真软件7将观测数据发送给RS422串口卡8；
射频信号生成单元9实时接收卫星导航数学仿真软件7发送的观测数据以及导航电文，然后根据观测数据和导航电文产生卫星导航射频信号;
RS422串口卡8实时接收卫星导航数学仿真软件7发送的观测数据，然后将观测数据实时发送给制导与控制计算机5。
所述卫星导航数学仿真软件将实时生成的观测数据包括：可见卫星的伪距、伪距率、功率、方向角和载波相位。
所述卫星导航射频信号它包括GPS和COMPASS信号。

Claims (4)

1. 一种室内卫星信号仿真系统，它包括用户轨迹仿真机（1）、惯导模拟器（2）、卫星导航模拟器（3）、GNSS接收机（4）和制导与控制计算机（5）；
其特征在于：用户轨迹仿真机（1）实时产生高动态用户的轨迹信息，并将用户轨迹信息实时发送给惯导模拟器（2）和卫星导航模拟器（3）；
惯导模拟器（2）实时接收用户轨迹仿真机（1）发送的用户轨迹，实时产生惯导仿真数据，包括陀螺仪和加速度计测量数据以及惯导解算数据，然后将惯导仿真数据发送给制导与控制计算机（5）；
卫星导航模拟器（3）根据实时接收用户轨迹仿真机（1）发送的用户轨迹信息，实时生成该用户轨迹天线口面的导航信号和观测数据，将射频信号实时发送给GNSS接收机（4），同时将观测数据实时发送给制导与控制计算机（5）；
GNSS接收机（4）接收卫星导航模拟器（3）发送的射频信号，然后定位解算获得用户位置信息，然后将用户位置信息发送给制导与控制计算机（5）；
制导与控制计算机（5）实时接收惯导模拟器（2）发送的惯导仿真数据，实时接收卫星导航模拟器（3）发送的卫导观测数据，然后对惯导仿真数据和卫导观测数据进行处理，用于惯性导航和卫星导航的深组合处理和验证；
制导与控制计算机（5）实时接收GNSS接收机（4）发送的位置信息，并将接收到位置信息进行处理，将控制信息发送给用户轨迹仿真机（1），从而验证制导率及飞行控制系统。
2.根据权利要求1所述的室内卫星信号仿真系统，其特征在于：所述卫星导航模拟器包括反射内存网卡（6）、卫星导航数学仿真软件（7）、射频信号生成单元（9）和RS422串口卡（8）；
反射内存网卡（6）功能是实时接收外部用户轨迹仿真机生成的用户轨迹信息，然后将用户轨迹信息发送给卫星导航数学仿真软件（7）；
用户轨迹信息包括载体运动的位置、速度、加速度、加加速度以及姿态信息，用户轨迹的仿真间隔<10ms；
卫星导航数学仿真软件（7）实时读取反射内存网卡（6）发送的用户轨迹信息，实时产生该用户轨迹的卫星导航观测数据以及导航电文；
卫星导航数学仿真软件（7）将实时生成的观测数据和导航电文发送给射频信号生成单元（9），卫星导航数学仿真软件（7）将观测数据发送给RS422串口卡（8）；
射频信号生成单元（9）实时接收卫星导航数学仿真软件（7）发送的观测数据以及导航电文，然后根据观测数据和导航电文产生卫星导航射频信号;
RS422串口卡（8）实时接收卫星导航数学仿真软件（7）发送的观测数据，然后将观测数据实时发送给制导与控制计算机（5）。
3.根据权利要求2所述的室内卫星信号仿真系统，其特征在于：所述卫星导航数学仿真软件将实时生成的观测数据包括：可见卫星的伪距、伪距率、功率、方向角和载波相位。
4.根据权利要求2所述的室内卫星信号仿真系统，其特征在于：所述卫星导航射频信号它包括GPS和COMPASS信号。
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