CN106199508B - 一种基于伪卫星原理的多功能试验平台 - Google Patents

一种基于伪卫星原理的多功能试验平台 Download PDF

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Abstract

一种基于伪卫星原理的多功能试验平台，包括直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块、数据通信与控制模块四个模块；直发模块直发C波段、L波段导航信号及干扰信号，进行新型信号体制地面验证和抗干扰性能测试；转发模块完成C—C导航信号透明转发，与导航信号卫星地面控制站构成闭环，进行设备的零值标校；虚拟钟性能验证模块测量导航信号卫星地面控制站发射信号的码和载波的相位及频率，进行虚拟钟性能的验证；数据通信与控制模块接收导航电文、时频参考和控制指令对直发模块、转发模块和虚拟钟性能验证模块进行控制。

Description

一种基于伪卫星原理的多功能试验平台
技术领域
本发明涉及通讯领域的试验平台，具体涉及一种基于伪卫星原理的多功能试验平台。
背景技术
伪卫星即地基发射站，其发射类似于导航卫星的伪卫星导航信号，用该信号来增强和提高卫星定位系统的定位精度、完好性和有效性，甚至在室内、地下等无法接收到导航卫星信号的场合下能完全替代导航卫星实现独立定位。随着近年来伪卫星技术及导航用户设备的发展，伪卫星可广泛应用于增强卫星导航系统的可行性、可靠性、完整性和精确性，如飞机着陆、都市环境下的地面交通导航、变形监测和外星体探测等方面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于伪卫星原理的多功能试验平台。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块和用于控制直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块工作状态的数据通信与控制模块；
所述的直发模块包括L波段基带、思博伦模拟源、北斗模拟源、思博伦干扰源和C波段基带，其中L波段基带产生的中频信号分别通过第一B1、第二B2、第二B3变频器，变成L波段的第一B1、第二B2、第三B3频点信号，然后经过第一合路器1、第二合路器2和L波段发射天线后发射；
所述的思博伦模拟源产生的GPS导航信号和Galileo导航信号及北斗模拟源产生的北斗区域导航信号，思博伦干扰源产生窄带、宽带、调频、调幅、调相多种形式的干扰信号，C波段基带产生C波段C1频点导航中频信号；
干扰信号通过第一分路器1分成两路，一路与思博伦模拟源、北斗模拟源信号经第三合路器3合路，再经过第二合路器2和L波段发射天线发射；另一路与C波段基带的C1中频信号经第四合路器4通过C1上变频器变为C1射频信号后，经直发模块C波段发射天线发射；
所述的转发模块包括提供时频基准和控制信号给室外C-C转发器的室内C-C转发器，与直发模块C波段发射天线相对应的C波段接收天线接收导航地面站发射的上行导航信号，经过室外C-C转发器处理为下行导航信号，由转发模块C波段发射天线发射，同时室外C-C转发器输出的下行导航信号经过虚拟钟验证模块的C1下变频器和第二分路器2分别给时间间隔计数器和示波器，进行虚拟钟性能验证。
所述的直发模块的控制部分接收数据通信与控制模块下发的指令与导航电文，并传送给L波段、C波段基带和L波段、C波段发射天线；
L波段基带内部的时频基准产生数字载波经成型滤波后，与导航电文即直发电文进行扩频和调制后，通过D/A转换产生的中频信号分别通过第一B1、第二B2、第二B3变频器，变成L波段的第一B1、第二B2、第三B3频点信号，然后经过第一合路器1、第二合路器2，滤波、功率放大后经L波段发射天线发射；
C波段基带内部的时频基准产生数字载波经成型滤波后，与导航电文即直发电文进行扩频和调制后，通过D/A转换产生C波段C1频点导航中频信号；
干扰信号通过第一分路器1分成两路，一路与思博伦模拟源、北斗模拟源信号经第三合路器3合路，再通过第二合路器2，滤波、功率放大后经L波段发射天线发射；另一路经第四合路器与C波段基带的C1中频信号合路，通过C1上变频器变为C1射频信号后，滤波、功率放大后经C波段发射天线发射。
所述的C-C转发器输入信号经过低噪声放大后与本振信号进行混频，混频后的信号按照所需的大小经过可调衰减器变为输出信号。
所述的转发模块输出的下行导航信号经过C1下变频器和第二分路器分别给时间间隔计数器和示波器，进行虚拟钟验证，验证结果传送给监测系统。
所述的数据通信与控制模块通过网口接收监控系统的控制指令，把指令分解后给各个控制器，由各控制器控制各模块的工作状态，数据通信与控制模块同时接收时频单元提供的时频信号，与内部时钟单板产生的时频信号比对锁定，并给直发模块和转发模块提供锁定后的时频信号。
本发明从实际应用的角度出发，直发模块直发C波段、L波段导航信号及干扰信号，进行信号体制地面验证和抗干扰性能测试；转发模块完成C-C导航信号透明转发，与导航信号卫星地面控制站构成闭环，进行设备的零值标校；虚拟钟性能验证模块测量导航信号卫星地面控制站发射信号的码和载波的相位及频率，进行虚拟钟性能的验证；数据通信与控制模块接收导航电文、时频参考和控制指令对直发模块、转发模块和虚拟钟性能验证模块进行控制。
能够在试验平台对由虚拟钟控制的导航信号的码和载波的频率与相位进行测量，配合完成虚拟钟码和载波的频率与相位调整方法的验证；能够根据试验要求，产生C波段、L波段导航信号，L波段直发采用宽频混频器可分时直发B1、B2、B3频点导航信号，来完成新型信号体制地面验证功能；能够产生并发射压制式、欺骗式、混合式干扰信号，对导航下行信号进行干扰，配合测试干扰信号对导航信号地站的影响
转发模块实现C-C透明转发的功能。控制部分接收试验平台数据通信与控制模块的控制指令，控制其中的一个或多个转发器进行工作。虚拟钟性能验证模块由下变频器，时间间隔计数器和示波器组成，测量接收到的导航信号码和载波相位一致性测试，频率偏移量(载波频率偏移量和伪码频率偏移量)和相位偏移量(载波相位和伪码相位偏移量)，并配合导航信号地面站进行校准；数据通信与控制模块以PC机位控制核心，可以通过网口接收控制指令，也可以不连接网络，在本地通过软件界面采用键盘输入控制指令，并将指令通过串口下发给可编程控制器，可编程控制器对指令进行分解后对转发模块及直发模块进行控制。
附图说明
图1基于伪卫星原理的多功能试验平台组成框图；
图2直发模块组成框图；
图3转发器组成框图；
图4虚拟钟性能验证模块组成框图；
图5数据通信与控制模块组成框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块和用于控制直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块工作状态的数据通信与控制模块；
所述的直发模块包括L波段基带、思博伦模拟源、北斗模拟源、思博伦干扰源和C波段基带，其中L波段基带产生的中频信号分别通过第一B1、第二B2、第二B3变频器，变成L波段的第一B1、第二B2、第三B3频点信号，然后经过第一合路器1、第二合路器2和L波段发射天线后发射；
所述的思博伦模拟源产生的GPS导航信号和Galileo导航信号及北斗模拟源产生的北斗区域导航信号，思博伦干扰源产生窄带、宽带、调频、调幅、调相多种形式的干扰信号，C波段基带产生C波段C1频点导航中频信号；
干扰信号通过第一分路器1分成两路，一路与思博伦模拟源、北斗模拟源信号经第三合路器3合路，再经过第二合路器2和L波段发射天线发射；另一路与C波段基带的C1中频信号经第四合路器4通过C1上变频器变为C1射频信号后，经直发模块C波段发射天线发射；
所述的转发模块包括提供时频基准和控制信号给室外C-C转发器的室内C-C转发器，与直发模块C波段发射天线相对应的C波段接收天线接收导航地面站发射的上行导航信号，经过室外C-C转发器处理为下行导航信号，由转发模块C波段发射天线发射，同时室外C-C转发器输出的下行导航信号经过虚拟钟验证模块的C1下变频器和第二分路器2分别给时间间隔计数器和示波器，进行虚拟钟验证。
参见图2，本发明的直发模块的控制部分接收数据通信与控制模块下发的指令与导航电文，并传送给L波段、C波段基带和L波段、C波段发射天线；
L波段基带内部的时频基准产生数字载波经成型滤波后，与导航电文即直发电文进行扩频和调制后，通过D/A转换产生的中频信号分别通过第一B1、第二B2、第二B3变频器，变成L波段的第一B1、第二B2、第三B3频点信号，然后经过第一合路器1、第二合路器2，滤波、功率放大后经L波段发射天线发射；
C波段基带内部的时频基准产生数字载波经成型滤波后，与导航电文即直发电文进行扩频和调制后，通过D/A转换产生C波段C1频点导航中频信号；
干扰信号通过第一分路器1分成两路，一路与思博伦模拟源、北斗模拟源信号经第三合路器3合路，再通过第二合路器2，滤波、功率放大后经L波段发射天线发射；另一路经第四合路器与C波段基带的C1中频信号合路，通过C1上变频器变为C1射频信号后，滤波、功率放大后经C波段发射天线发射。
参见图3，本发明的C-C转发器输入信号经过低噪声放大后与本振信号进行混频，混频后的信号按照所需的大小经过可调衰减器变为输出信号。
参见图4，本发明的转发模块输出的下行导航信号经过C1下变频器和第二分路器分别给时间间隔计数器和示波器，进行虚拟钟验证，验证结果传送给监测系统。
参见图5，本发明的数据通信与控制模块通过网口接收监控系统的控制指令，把指令分解后给各个控制器，由各控制器控制各模块的工作状态，数据通信与控制模块同时接收时频单元提供的时频信号，与内部时钟单板产生的时频信号比对锁定，并给直发模块和转发模块提供锁定后的时频信号。

Claims (5)

1.一种基于伪卫星原理的多功能试验平台，其特征在于：包括直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块和用于控制直发模块、转发模块、虚拟钟性能验证模块工作状态的数据通信与控制模块；
所述的直发模块包括L波段基带、思博伦模拟源、北斗模拟源、思博伦干扰源和C波段基带，其中L波段基带产生的中频信号分别通过第一B1、第二B2、第二B3变频器，变成L波段的第一B1、第二B2、第三B3频点信号，然后经过第一合路器(1)、第二合路器(2)和L波段发射天线后发射；
所述的思博伦模拟源产生的GPS导航信号和Galileo导航信号及北斗模拟源产生的北斗区域导航信号，思博伦干扰源产生窄带、宽带、调频、调幅、调相多种形式的干扰信号，C波段基带产生C波段C1频点导航中频信号；
干扰信号通过第一分路器(1)分成两路，一路与思博伦模拟源、北斗模拟源信号经第三合路器(3)合路，再经过第二合路器(2)和L波段发射天线发射；另一路与C波段基带的C1中频信号经第四合路器(4)通过C1上变频器变为C1射频信号后，经直发模块C波段发射天线发射；
所述的转发模块包括提供时频基准和控制信号给室外C-C转发器的室内C-C转发器，与直发模块C波段发射天线相对应的C波段接收天线接收导航地面站发射的上行导航信号，经过室外C-C转发器处理为下行导航信号，由转发模块C波段发射天线发射，同时室外C-C转发器输出的下行导航信号经过虚拟钟验证模块的C1下变频器和第二分路器(2)分别给时间间隔计数器和示波器，进行虚拟钟性能验证。
2.根据权利要求1所述的基于伪卫星原理的多功能试验平台，其特征在于：所述的直发模块的控制部分接收数据通信与控制模块下发的指令与导航电文，并传送给L波段、C波段基带和L波段、C波段发射天线；
L波段基带内部的时频基准产生数字载波经成型滤波后，与导航电文即直发电文进行扩频和调制后，通过D/A转换产生的中频信号分别通过第一B1、第二B2、第二B3变频器，变成L波段的第一B1、第二B2、第三B3频点信号，然后经过第一合路器(1)、第二合路器(2)，滤波、功率放大后经L波段发射天线发射；
C波段基带内部的时频基准产生数字载波经成型滤波后，与导航电文即直发电文进行扩频和调制后，通过D/A转换产生C波段C1频点导航中频信号；
干扰信号通过第一分路器(1)分成两路，一路与思博伦模拟源、北斗模拟源信号经第三合路器(3)合路，再通过第二合路器(2)，滤波、功率放大后经L波段发射天线发射；另一路经第四合路器与C波段基带的C1中频信号合路，通过C1上变频器变为C1射频信号后，滤波、功率放大后经C波段发射天线发射。
3.根据权利要求1所述的基于伪卫星原理的多功能试验平台，其特征在于：所述的室外C-C转发器输入信号经过低噪声放大后与本振信号进行混频，混频后的信号按照所需的大小经过可调衰减器变为输出信号。
4.根据权利要求1所述的基于伪卫星原理的多功能试验平台，其特征在于：所述的转发模块输出的下行导航信号经过C1下变频器和第二分路器分别给时间间隔计数器和示波器，进行虚拟钟验证，验证结果传送给监测系统。
5.根据权利要求1所述的基于伪卫星原理的多功能试验平台，其特征在于：所述的数据通信与控制模块通过网口接收监控系统的控制指令，把指令分解后给直发模块控制器、转发模块控制器，直发模块控制器控制思博伦模拟源、思博伦干扰源、北斗模拟源、L波段基带、C波段基带、变频器的工作状态，转发模块控制器控制室外C-C转发器、室内C-C转发器的工作状态，数据通信与控制模块同时接收时频单元提供的时频信号，与内部时钟单板产生的时频信号比对锁定，并给直发模块和转发模块提供锁定后的时频信号。
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