利用STK辅助星载GPS接收机设计.pdf

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1、第26卷第1期系统仿真学报@Vb1．26No．12014年1月JournalofSystemSimulationJan．，2014利用STK辅助星载GPS接收机设计陈姗姗，梁志国，张孟FEl(北京卫星信息工程研究所，北京100086)摘要：高轨GPS接收机的应用克服了地面观测几何构型差等不利条件，有利于高轨卫星定轨精度的提高，同时也提高了对接收机信号捕获能力的要求，以全链路的细致仿真代替基于几何可见性的GPS可用性分析是降低工程应用风险的重要保证。仿真平台以链路计算力依据，采用STK与MATLAB．~舍仿算的形式开发，从原理和实现形式上保

2、证7仿真结果的有效性、可靠性和灵者性。最后示例给出GEO搭载环境下的仿真分析，并结合GEO和GPS的轨道特性对高灵敏度下的仿真结果进行7理论分析，可以力高轨应用下的接收机和天线设计提供依据。该仿真平台可以方便的进行导航星座扩展，并应用于多系统及多系统兼容导航接收机的设计。关键词：GPS接收机；STK仿真；星载接收机设计；链路计算中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1004—731X(2014101．0045．06DesignofOn—boardGPSReceiverUsingSTKCHENShah—shah，LIANGZhi

3、-guo，ZHANGMeng-yang(BeijingInstituteofSatelliteInformationEngineering，Beijing100086，China)Abstract：TheuseofGPSreceiverforhighearthorbit(HEO)satelliteswhichovercametheweakobservationgeometryfromtheearthcouldimprovetheorbitdeterminationprecisionandalsorequesthighperformance

4、ofreceiverinweaksignalprocessing．Tolowertheriskofengineeringapplication，thesimulationbasedonoveralllinkanalysisinsteadofgeometricallyvisibilitywasneeded．ThesireulationmethodestimatedtheGPSavailabilityaccordingtothesignalpowerlinkequationcalculationandwasdeveloped6ySTKtoge

5、therwithMAEwhichmadetheresultcredible,reliableandflexiblefntheoryandpractice．AimedatGEoapplication．thesimulationresultandtheanalysisforthelargeamountof。availableGPSnumberandproportionofsidelobesignalinhighsensitivereceiverwereproposed．AnditiSflexiblefortheproposedmethodto

6、addthenavigationconstellationinordertobeusedforothernavigationsystemreceiverdesign．Keywords：GPSreceiver；STKsimulation；receiverdesign；1inkanalysis引言高轨情况下，到达接收机前端的GPS信号较弱，接收信号高度角变化较小，此时GPS星座可用性只对接收机灵随着GPS系统的发展及弱信号捕获技术的发展，星载敏度和接收天线窄波束内的增益值敏感。接收机的应用范围也逐步从低轨扩展到高轨[11，打破了地因此，只有通

7、过细致的GPS可用性仿真和信号功率特面观测构型差的局限。而高、低轨卫星与GPS星座相对位性分析才能为不同应用需求下接收机设计提供有效参考，置不同导致接收机接收信号具有不同的特性：以达到减小工程应用风险和资源合理利用的目的。低轨情况下，到达接收机前端的GPS信号较强，接收传统基于几何可见性【】和GPS主瓣信号考虑的仿真分信号高度角变化较大，此时GPS星座可用性对接收机灵敏析可以从一定程度上衡量GPS星座的可用性，但不能为接度要求不高，而对接收天线的波束宽度敏感。收机的指标设计提供有效的依据。针对星载接收机设计的仿真需求，本文以链路计算[】为

8、核心，使用STK[】和收稿日期：2012—06．27修回日期：2012．08—30作者简介：陈姗姗(1987一)，女，山东新泰，硕士，研究方向导航信号MATLAB联合开发了一种仿真平台，示例给