基于simulink 的GPS 卫星信号模拟器设计与仿真

2015-12-22郑日美

科技视界 2015年23期

关键词：信号

郑日美

（桂林电子科技大学，广西桂林 541004）

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)广泛应用于经济、军事、科研等领域，能为用户提供导航、定位、授时等服务。GPS 由空间控制部分、地面控制部分、用户设备部分三部分组成[1]。在GPS 接收机设计阶段，需要测试定位算法的各项指标。因此，在仿真阶段，设计一个可靠的GPS 卫星信号模拟器显得由为重要。本文根据GPS 卫星信号的结果特点，利用Simulink 软件设计了GPS 卫星信号模拟器，采用查找表法产生C/A 码，四路伪码发生器产生P 码，导航电文采用Bernoulli 随机分布模型进行建模。仿真结果表明，该方案结构简单，仿真结果可靠。

1 GPS 卫星信号特点

GPS 卫星发送的信号由三部分组成：载波信号（L1 和L2）、扩频序列（即测距码，C/A 码、P 码或Y 码）和导航数据（D 码，亦称为导航电文）[2]。GPS 信号是利用两个载波进行传输的，即L1 和L2。载波L1的频率为1575.42MHz，L2 的频率为1227.60MHz。GPS 卫星信号的结构如图1 所示，GPS 信号发射机产生的伪码(C/A 码和P 码)及相应的数据码(导航电文)一起通过L1 和L2 的载波调制，然后卫星将调制后的载波信号播发出去。

2 基于Simulink 的GPS 信号模拟器设计

Simulink 是Matlab 中的一种可视化仿真工具，用于对动态系统进行建模、仿真和分析[3]。本文利用Simulink 工具包构建GPS 信号发生器，具有流程直观，界面友好，易于操作。

根据GPS 信号结构特点，基于Simulink 的GPS 信号模拟器的整体框架图如图2 所示，C/A 码与导航电文进行模2 加后进行BPSK 调制，组成GPS 信号的I 路信号，P 码与导航电文模2 加后进行BPSK 调制，组成GPS 信号的Q 路信号，最后I、Q 两路信号与噪声叠加形成最终的GPS 信号。