GPS卫星软件接收机算法研究(2)
前苏联成功发射了世界上第一颗名为Sputnik的人造地球卫星，由此揭开了人类
利用卫星来开发导航、定位系统的序幕[1]
。早在50年代末期，世界上第一颗人造
地球卫星发射成功后，人们就开始利用卫星进行定位和导航[2]。
全球卫星导航系统(GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem)定义为全
球范围内卫星导航系统的集合，包括已投入使用的美国GPS系统、俄罗斯GLONASS
系统、中国的北斗系统以及建设中的欧洲GALILEO系统和我国自主研发的北斗二
代系统等[3][4]
。GPS系统可以在全球范围内为用户提全天候的、连续精确的位置、
速度、时间等信息，在定位、导航等领域已经得到了广泛的应用，已经发展成为
多领域、多模式、多用途的国际性高新技术产业。
近10年来,GPS的重要军事应用已经引起了世界各国的普遍关注[5]
。美国、
俄罗斯在卫星导航方面的研究起步较早，而国内在这方面的研究起步较晚，以GPS
为核心的卫星导航定位技术在中国的应用也已有几十年的发展历程，现正向着更
高层次、更广阔空间发展。我国和欧洲一样，在努力营建自己的卫星导航系统。
建国后，航天科技事业逐步建立和发展起来，已跻身于世界先进水平的行列，成
为空间强国之一。自从1970年4月第一颗人造卫星上天以来，我国已成功地发射
了30多颗不同类型的人造卫星，从而为空间大地测量工作的开展奠定了基础。
1.2研究目的及意义
2000年5月1日，美国政府宣布停止人为降低GPS信号有效性的技术政策
(SA政策)，使标准定位服务精度重新回到25m左右，此举大大促进了GPS技术
在民用领域的应用。
随着GPS应用领域的日益广泛，用户对GPS接收机的性能也提出了更高的
要求,因此研制各种高性能的能够满足用户需求的GPS接收机成为一种必然趋势。
为了测试验收GPS接收机的静态性能及动态性能，需要应用GPS卫星信号模拟器
模拟产生各种环境下的真实卫星信号。GPS信号模拟器可以在GPS接收机，特别
是高动态接收机的研制开发、测试评估阶段提供仿真环境，也可用于系统级GPS
仿真实验，为最终确定GPS测量方案提供依据[6]。
国外较早开展了这方面的研究，并已取得成功。但由于涉及敏感技术，对
其内核严格保密，如星历产生方法等，公开发表的技术文献很少。而国内在该领
域还起步不久，对GPS卫星信号发生器，尤其是高动态信号发生器的研究还很稚
嫩。因此，自主地研制高动态GPS信号模拟器有着十分重要的意义。
GPS软件接收机较之传统的GPS接收机是一个巨大的进步，具有以下优势:
1.使用软件方法和少量硬件进行GPS信号接收处理。GPS软件接收机成本低，
开发速度快，具有高度的可配置性，只需要进行软件修改，就可以对接收机进行
修改和升级。当出现新的GPS信号频率或使用新的伪随机码序列时，只需要进行
软件修改就可以适应新的信号。
2.GPS软件接收机可以在进行修改后用于接收处理新的GPS信号和其它卫星
定位系统的信号。随着GPS现代化计划的提出和其他新的导航系统的出现，GPS
软件接收机的灵活性越来越显著。
3.用户可以根据环境使用不同的门限值或者修改参数，保证接收机在弱信
号条件下都能快速的实现定位。
4.可供开发人员来研究、测试新的软件算法，评估接收机的性能等。
正是由于以上的独特优势，GPS软件接收机的实现必将为其带来广阔的应用
前景。较之传统的GPS接收机，软件接收机能快速适应现代化的GPS信号和新的卫