基于AVR单片机的GPS信号模拟发射器的设计与实现(4)
2001年，Galary大学Luo Ning在你博士论文中详细探讨GPS信号中存在的各种误差并建立了相应的模型，对各模型的有效性进行了验证。Gorbell和Lei Dong分别开发了基于Matlab的GPS中频信号软件模拟器。2008年，Christoph Abart介绍了由欧盟科研架构计划资助，Agilent和Teleconsult等公司参与研发的卫星信号模拟器，该卫星信号模拟器可以进行GPS L1、Galileo L1和SBAS信号的仿真，硬件部分包括API接口、基带信号生成器和射频前端[6-10]。2006年，Tao Hu在硕士论文中重点讨论了室内环境中复杂多径效应下的GPS卫星信号仿真，建立了多种室内场景的多径效应模型，使用了硬件模拟器在各场景内对仿真模型进行了验证。今年来，室内、城市。丛林环境等下的多径效应成为了国外研究的热点。
北京航空航天大学依托国家自然基金，率先开展了GPS卫星信号模拟器和接收机领域的研究，从软件架构和硬件实现上对GPS信号模拟器进行了探索。在产品和应用方面，第二炮兵工程学院和国防科技大学推出了GNS8000系列模拟器，可以实现GPS、GLONASS、Galileo卫星信号的仿真。第二炮兵工程学院研制了世界上第一款可以实现GPS、GLONASS和“北斗一号”任意时空同步仿真的NS300系列多模卫星模拟器。东方联星、华力创通等公司也推出了能够GPS、GLONASS信号仿真的系列产品。
图1.2.3 (a)GNS8460卫星导航信号模拟器；（b）GNS8460模拟器工作平台
国内模拟器领域无论是理论研究还是产品性能，水平依然较国外有较大差距，掌握模拟器核心技术的单位屈指可数。在辅助精确定位的各种误差模型研究领域，国外已经达到了非常精细的水准，例如室内、丛林、海洋等环境的影响、信号多径效应、电离层闪烁、电离层和对流层延迟网格校正等更为细致深入的研究早已在国外广泛展开，国内对此研究依旧较少。究其主要原因，一方面我国卫星导航领域起步晚，一直没有属于自己的导航系统和相应观测手段；另一方面，西方对高动态模拟器进行了严格的技术封锁，且人为限制出口我国的模拟器可仿真载体高度和速度。
当前世界范围内，GPS信号模拟器发展趋势主要呈现出以下几个方面：多模、多频化；高精度、高动态化；真实化、实时化；小型化、专业化、标准化；与测试系统融为一体的“硬件在环”仿真；软件、硬件和AGHS架构模拟器互补并存；成为接收机检定的标准源。
1.2.4 多场景GPS信号模拟器的应用
多场景GPS卫星信号模拟器根据载体的运动轨迹模拟产生GPS信号，为GPS接收机提供逼真的仿真信号。多场景GPS信号接收机应用于飞机、导弹、车辆和传播等载体上，国外研制比较早，市场上已经有很多产品，国内起步较晚，所以研制GPS多场景信号模拟器系统具有重大意义。
多场景GPS信号在很多方面有着重要的作用，主要从以下三个方面介绍：
（1）为GPS接收机提供测量方案
测量多场景载体时，为了测量是连续的，保证信号不中断和接收机不失锁，就不能用单天线，而是至少两个天线。多个天线测量会产生干涉效应，导致信号传输的质量大大的下降。为保证接收机的工作情况，我们通过不断地改变信号模拟器中的天线参数，生成检测信号。
（2）接收机的定位精度是通过信号模拟器进行测试的
接收机解算信号，可以得到用户的位置，与设定的位置进行比较，就可以得到测量精度。
（3）也可以验证接收机基带算法（捕捉和跟踪）的性能是否符合要求
接收机收到多场景GPS信号模拟器产生的信号，完成信号的捕捉和跟踪，以便定位出载体的位置。