高精密時間間隔采集器簡介

1、北京一樸科技有限公司 GPS接收機教儀系統(tǒng)PORT10簡介PAGE PAGE 13GPS接收機教儀系統(tǒng)PORTT10簡簡介GPS接接收機教教儀系統(tǒng)統(tǒng)PORTT10簡簡介前言：GGNSSS衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)科研平平臺GPS接接收機教教儀系統(tǒng)統(tǒng)PORRT100是基于于一樸公公司GNNSS衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)科科研平臺臺的具體體產(chǎn)品。該GNNSS衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)科科研平臺臺的總體體技術(shù)架架構(gòu)如下下：其由四部部分組成成：GNSS信號模模擬器、GNSSS軟件接接收機、衛(wèi)導(dǎo)系系統(tǒng)時基基統(tǒng)一技技術(shù)平臺臺和原型型機固化化平臺四四部分。其中GGNSSS軟件接接收機和和GNSSS信號號模擬器器共同組組成導(dǎo)航航系統(tǒng)仿仿真

2、驗證證與測試試評定系系統(tǒng)，用用于模擬擬各種衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)所所發(fā)播的的衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航信號號，與衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航軟件接接收機一一起實現(xiàn)現(xiàn)對多GGNSSS系統(tǒng)信信號體制制和各種種信號接接收方法法及性能能的驗證證，為衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)的的論證和和發(fā)展提提供衛(wèi)星星導(dǎo)航信信號體制制研究和和試驗的的平臺。同時多多GNSSS仿真真器平臺臺和軟件件接收機機平臺互為為驗證，是接收機機專項技術(shù)術(shù)研究和和測試的基基礎(chǔ)平臺臺。衛(wèi)導(dǎo)導(dǎo)系統(tǒng)時時基統(tǒng)一一技術(shù)平平臺提供供衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)核心的的時間同同步基礎(chǔ)礎(chǔ)工具類類技術(shù)，是支撐撐研究衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)全全局性能能（廣域域時空基基準統(tǒng)一一、精密密星歷監(jiān)監(jiān)測等）的基礎(chǔ)礎(chǔ)。原型型機固化化平

3、臺提提供將核核心算法法和技術(shù)術(shù)封裝成成產(chǎn)品的的工程化化研發(fā)平平臺，既既可以提提供接收收機產(chǎn)品品的固化化，也可可以提供供仿真器器產(chǎn)品的的固化，其固化化方式包包括FPPGA/DSPP/ARRM/等等。這樣樣對平臺臺的總體體框架進進行劃分分既可以以保證各各個研究究方向（模塊）能夠相相對完整整，以方方便各個個研制單單位能夠夠獨立地地開展工工作，同同時各模模塊又可可以相互互支持，以保障障最終平平臺的系系統(tǒng)集成成，實現(xiàn)現(xiàn)平臺的總總體目標標。 REF _Ref109108090 h * MMERGGEFOORMAAT 圖圖 1給出了了科研基基礎(chǔ)平臺臺的總體體框架。圖 SEQ 圖 * ARAABICC1：GN

4、NSS科科研平臺臺體系結(jié)構(gòu)構(gòu)圖中示出出了GNNSS衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)科科研平臺臺體系架架構(gòu)，以以及各具具體組成成部分相相互之間間的關(guān)系系。其中中每一個個加編號號的橢圓圓表示一一個可獨獨立提供供的產(chǎn)品單元元。黑色色的實線線箭頭表表示信號號/數(shù)據(jù)據(jù)流，紫紫色的虛虛線箭頭頭表示相相應(yīng)的開開發(fā)成果果通過合合適工具具和開發(fā)發(fā)模式可可相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。GPS接接收機教教儀POORT110組成成和結(jié)構(gòu)構(gòu)總體體技術(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)SWR-R100是實時時的GPPS高動動態(tài)軟件件接收機機，射頻部部分由硬硬件的射射頻采集集模塊完成成，輸出出數(shù)字中中頻至PPC機，在PCC上實時時實現(xiàn)相關(guān)關(guān)中頻、捕獲、跟蹤、電文解解調(diào)、導(dǎo)導(dǎo)航解算算等

5、完整整的導(dǎo)航航接收機機信號處處理和信信息處理理過程。SWRR-R110提供供捕獲、跟蹤、捕獲跟跟蹤控制制、基帶帶處理和和導(dǎo)航解解算環(huán)節(jié)節(jié)的源代代碼開放放，以充充分滿足足深入GGPS接接收機教教學(xué)和科科研的需需要。SimGGEN-I100是12通通道GPPS數(shù)字字中頻軟軟件仿真真器，產(chǎn)產(chǎn)生中頻頻和測量量域GPPS 數(shù)數(shù)字信號號，具備備衛(wèi)星段段、傳播播段、接接收機射射頻部分分完善的的功能和和性能仿仿真能力力。SimGGEN-R100是8通通道GPPS便攜攜式硬件件仿真器器，輸出出射頻信信號，提提供支持持商業(yè)接接收機定定位以及及高動態(tài)態(tài)等性能能測試需需要的、具備測測試一致致性和完完備性的的GPSS射

6、頻測測試信號號。GPS接接收機教教儀POORT110產(chǎn)品品由用戶戶根據(jù)需需要由SSWR-R100、SimmGENN-I110和SSimGGEN-R100三部分分靈活組組合而成成。實現(xiàn)現(xiàn)GPSSRFF實際信信號、GPSS數(shù)字中中頻信號號和仿真真GPSS射頻信信號的產(chǎn)產(chǎn)生和接接收；形形成一個個閉環(huán)、開放、可控的的GPSS信號產(chǎn)產(chǎn)生和GGPS接接收機接接收機教教學(xué)和科科研的開開發(fā)環(huán)境境，是導(dǎo)導(dǎo)航接收收機各個個環(huán)節(jié)深深入教學(xué)學(xué)和科研研的理想想平臺。2. GGPS IF采采集器和和軟件接接收機SSWR- R110簡介介2.1結(jié)結(jié)構(gòu)2.2數(shù)數(shù)據(jù)和格格式1) IIF數(shù)據(jù)據(jù)和格式式：實時軟件件接收機機IF格格

7、式：55.7114M采采樣率，4.3309MM中頻，2BITT量化；數(shù)字存儲儲接收機機IF格格式：采采樣率、中頻可可設(shè)，11-4 BITT量化可可設(shè)。2) 基基帶數(shù)據(jù)據(jù)輸出碼偽距、載波相相位、多多普勒輸輸出；導(dǎo)航電文文文件；3) 定定位信息息輸出件件PVT數(shù)數(shù)據(jù)輸出出。2.3 主要要性能1) 偽偽距測量量誤差載波相位位精度：15Hzz帶寬，40ddB-HHz載噪噪比，00.011周；碼偽距測測量誤差差：2Hz帶帶寬，dd=0.5chhip，40ddB-HHz載噪噪比；2) 定定位不確確定度：接收實際際GPSS信號的的定位不不確定度度：高度度不確定定度小于于10m（1），水水平不確確定度小小于5

8、m（1）。3) 高高動態(tài)性性能支持速度度225500mm/s、加速度度：455g、加加加速度度：200g/SS的正常常跟蹤，PVTT刷新率率1-550HZZ可控。3. GGPS數(shù)數(shù)字中頻頻軟件模模擬器SSimGGEN-I100簡介3.1 SimmGENN-I110主要要仿真內(nèi)內(nèi)容SimGGEN-I100是GPSS數(shù)字中中頻軟件件模擬器器，在中中頻和測測量域仿仿真GPPS信號號。主要要仿真內(nèi)內(nèi)容包括括四個方方面：導(dǎo)導(dǎo)航電文文和偽隨隨機序列列的仿真真、衛(wèi)星星位置和和用戶位位置的仿仿真、各各種誤差差的仿真真和接收收機前端端的仿真真。表1 SSimGGEN-I100模擬器器的主要要仿真內(nèi)內(nèi)容電文和偽偽

9、隨機碼碼模擬每個GPPS衛(wèi)星的的電文、CA碼碼。偽隨機機碼配置置生成，注。衛(wèi)星位置置和用戶戶位置模模擬衛(wèi)星的真真實位置置是先由由星歷計計算出；用戶位位置由配配置文件件定義的的用戶運運動模型型計算；實際傳傳輸距離離：對于于直射信信號，就就是星站站距離。誤差仿真真空間段衛(wèi)星鐘差差根據(jù)定義義的星鐘鐘誤差模模型設(shè)計計相對論效效應(yīng)根據(jù)軌道道類型選選擇相應(yīng)應(yīng)的修正正模型衛(wèi)星位置置誤差三維衛(wèi)星星位置誤誤差模型型，注；傳輸段和用戶段段電離層單點定位位的Kllobuuchaar模型型；對流層適用于單單點定位位的各種種對流層層模型和和仰角映映射函數(shù)數(shù)，多徑固定時延延模型、單面反反射模型型，注；噪聲白噪聲低(帶帶)

10、通濾濾波器干擾可根據(jù)具具體的環(huán)環(huán)境要求求加入窄帶帶或?qū)拵Ц蓴_，脈沖或或連續(xù)式式干擾等等；注接收機鐘鐘差高斯馬爾爾可夫模模型：加加入接收收機時鐘鐘誤差：頻偏、漂移、老化和和抖動，注接收機前前端帶通濾波波、中頻頻AGCC控制、A/DD量化注：藍藍色部分分不屬于于SimmGENN-I110模擬擬器的標標配功能能，是深深入科研研開發(fā)的的特種增增強功能能，需選配。3.2 功能配配置1)衛(wèi)星星和空間間參數(shù)設(shè)設(shè)置：衛(wèi)星星號號和數(shù)目目設(shè)置，射頻、中頻、采樣率率、量化化BITT、載噪噪比、前前端帶寬寬設(shè)置，電離層層誤差、對流層層誤差設(shè)設(shè)置；2)接收收機運動動狀態(tài)設(shè)設(shè)置每接收機機運動狀狀態(tài)設(shè)置置：配置置每個接接

11、收機的的仿真時時間、初初始位置置、初始始速度、加速度度變化；3)輸出出真值文文件包括：IIF文件件，碼偽偽距、載載波相位位、多普普勒真值值輸出文件件，導(dǎo)航航電文輸輸出文件件，用戶戶位置文文件。3.3 主要性性能指標標1) 仿仿真精度度偽距仿真真精度：優(yōu)于00.055m（11）；偽距變化化率仿真真精度：優(yōu)于00.0005m/s（11）；位置仿真真不確定定度：水水平0.2m（1），高高度0.5m（1）；速度仿真真不確定定度：水水平0.0033m/ss（1），高高向0.0055m/ss（1）；2) 接接收機動動態(tài)仿真真能力；高度：海海拔70000kkm,分分辨率00.011m/ss速度：330kmm

12、/s，分辨率率0.001m/s；加速度：1000g，分分辨率00.1mm/s22；加加速度度：400g/ss；3) 仿仿真的實實時能力力與中頻采采樣率和和衛(wèi)星通通道數(shù)正正比相關(guān)關(guān)；同計計算機配配置相關(guān)關(guān)。雙核CPPU，22.0GGHz，內(nèi)存5512MM配置；5.7714MM采樣率率、12通道道的實時時能力為為2倍仿真時時長。4. GPSS便攜式式硬件模模擬器SSimGGEN-R100簡介4.1 SimmGENN-R110結(jié)構(gòu)構(gòu)和組成成SimGGEN-R100是射頻頻輸出的的GPSS便攜式式硬件仿真真器，具具備通道衛(wèi)衛(wèi)星仿真真能力，提供支支持商業(yè)業(yè)接收機機定位功功能以及及高動態(tài)態(tài)等性能能測試需需

13、要的、具備測測試一致致性和完完備性的的測試信信號。其其組成結(jié)結(jié)構(gòu)如下下：RF輸出 DSP：基帶處理和控制模塊參數(shù)獲取、電文和CA碼計算、接收機和衛(wèi)星位置計算、傳播時延計算、傳播誤差、TP和TC生成和控制等PC機：SimGEN-R10顯控軟件仿真參數(shù)配置和發(fā)送FPGA：中頻信號生成模塊每顆可視衛(wèi)星的載波NCO和碼NCO產(chǎn)生、受控；單路衛(wèi)星信號合成；N路衛(wèi)星信號合成；噪聲和干擾疊加DA模塊射頻模塊AIF I路AIF Q路基帶和中頻板 SimGEN-R10 硬體DIF I路DIF Q路本振4.2主主要性能能指標1) 輸輸出頻率率L115775.442MHHz2) 信信號動態(tài)態(tài)特征最大速速度：30,0

14、000mm/s最大加加速度：10000m/ss2最大加加速度率率(jeerk)：4400mm/s33 3)信號號精度偽距離離10ccm(包包括通道道間偏差差) 偽距離離速率1cmm/sDellta 偽距離離5mmm通道間間偏差2cmm(碼)，0.2265mmm(載載波) 4) 信信號質(zhì)量量寄生信信號(最最大)： -330 ddBc諧波(最大)： 35ddBc相位噪噪音(最最大)：0.002 rrad RMSS(100 Hzz到10 kHzz偏差)5) 信號電電平L1 CC/A 碼：-666dBBm, -1300dBm分辨率率：1dB精度：1.0dBB RSSS 不不確定性性6) 信信號發(fā)生生器

15、單元元發(fā)生器器通道數(shù)數(shù)：8通道類類型：550bpps 速速率數(shù)據(jù)據(jù)的GPPS CC/A(獨立) GPS接接收機教教儀系統(tǒng)統(tǒng)POTTS的系系統(tǒng)配置置方案1.產(chǎn)品品目錄GPS科科研平臺臺PORRT100產(chǎn)品目目錄序號產(chǎn)品型號號類型名稱功能描述述仿真器環(huán)環(huán)節(jié)1SimGGEN-I100軟件GPS數(shù)數(shù)字中頻頻軟件模模擬器(執(zhí)行程程序）GPS數(shù)數(shù)字中頻頻和基帶帶數(shù)據(jù)仿仿真，112通道道2SimGGEN-I100E軟件GPS數(shù)數(shù)字中頻頻軟件模模擬器（源代碼碼）GPS數(shù)數(shù)字中頻頻和基帶帶數(shù)據(jù)仿仿真，112通道道3SimGGEN-R100硬件GPS便便攜式硬硬件模擬擬器8通道實實時GPPS仿真真，RFF輸出4S

16、imGGEN-R200硬件GPS便便攜式硬硬件模擬擬器8通道實實時GPPS仿真真，RFF輸出,高動態(tài)態(tài)軌跡配配置軟件接收收機環(huán)節(jié)節(jié)5REC-I100硬件GPS IF采采集器GPS 數(shù)字中中頻采集集器；含含MATTLABB系列軟軟件。6SWR-I100軟件GPS 數(shù)字中中頻軟件件接收機機（開放放源碼）GPS數(shù)數(shù)字中頻頻軟件接接收機：12通通道、高高動態(tài)；7SWR-R100軟硬件GPS 實時軟軟件接收收機（開開放源碼碼）GPS 數(shù)字中中頻采集集器和實實時GPPS軟件件接收機機2.研究究平臺配配置組成成2.1配配置組成成圖2.2 研究平平臺配置置舉例1)配置置1： 純軟件件GPSS仿真器器和GPPS軟件件接收機機由GPSS數(shù)字中中頻軟件件仿真器器SimmGENN-I110和數(shù)數(shù)字中頻頻軟件接接收機SSWR-I100兩個純純軟件組組成，其其具備GGPS仿仿真（數(shù)數(shù)字中頻頻輸出）、接收收機數(shù)字字中頻信信號處理理、信息息處理的的完整過過程，具具備各個個環(huán)節(jié)的的高度開開放和靈靈活可配配置，是是接收機機核心算算法（高高動態(tài)、高抗干干擾、高高靈敏度度、高精精度等）研究和和軟件實實現(xiàn)的理理想平臺臺；也是是核心算算法實現(xiàn)現(xiàn)軟件進進行嚴謹謹閉環(huán)測測試驗證證的理想想平臺。純軟件件的解決決方案具具備高度度的靈活活性、可可配置性性