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分类号 密级

UDC 注 1


学 位 论 文

GPS 观测数据仿真系统的设计与实现



陈 希



指导教师 秦开宇 教 授
电子科技大学 航空航天学院





申请学位级别 硕士 学科专业 控制理论与控制工程
提交论文日期 论文答辩日期
学位授予单位和日期 电子科技大学 2013 年 06 月 28 日
答辩委员会主席
评阅人
DESIGN AND IMPLEMENT OF SIMULATION
SYSTEM FOR GPS OBSERVED DATA



A Master Thesis Submitted to
University of Electronic Science and Technology of China



Major: Control theory and Control engineering
Author: Xi Chen
Advisor: Kaiyu Qin Professor
School : School of Aeronautics and Astronautics
摘 要
GPS 是一种全天候、高精度的全球定位系统，有着广泛的应用市场和发展前
景，而卫星信号模拟源用于模拟产生各种场景下的 GPS 卫星信号，在 GPS 接收机
的研发和测试中具有重要的作用与意义，但由于一些关键技术较为敏感，国内对
此课题进行专门研究的机构尚且较少，本论文便是以此为背景和目的。
本研究课题的任务目标，是对 GPS 信号模拟源中数据仿真部分的关键技术和
仿真实现展开研究工作，具体包括完成时间与坐标系统、广播星历、卫星轨道、
环境等误差以及各项观测值的仿真建模，结合软件界面设计，实现了任意修改观
测时间、位置、环境等参数，获取模拟源的观测数据并分析结果。
本文首先对 GPS 数据仿真相关的数学模型进行了研究。其一是相关的时间系
统和坐标系统，不同系统之间转换的模型，这是将研究中各仿真模块联系起来的
基础依据；其次是卫星轨道部分，包括 Rinex 星历文件及轨道参数，外推卫星位置
和轨道拟合的算法；接着需针对定位信号误差源在仿真系统中所需进行的处理和
模型进行了分析，包括星钟误差和电离层、对流层等，为了使模拟源仿真的环境
与产生的信号能够包含误差影响，更为真实。
然后对卫星信号模拟源的结构进行分析，给出了数据仿真系统的设计需求与
总体框架，并结合算法具体讲述了各模块在实现中的细节和数据流，包括判定卫
星可见性的流程、计算伪距观测值流程以