该文对GPS卫星信号模拟器的原理、所用的时间和坐标系统、用户运动模型、误差仿真模型、信号状态计算方法等许多方面进行了深入细致的研究.具体开展的工作有:1.对模拟器软件系统的组成、各模块的主要功能进行了详细分析,建立了完善的高动态GPS卫星信号模拟器软件数学模型.2.介绍了卫星信号模拟器软件设计所使用的时间系统和坐标系统,建立了一些常用时间系统之间、坐标系之间的转换关系.模拟器本地时间系统使模拟器信号状态与模拟器时钟联系在一起,建立了模拟器信号产生与控制的时间基准.3.将运动目标分为卫星(飞船)、导弹(火箭)、飞机、轮船和汽车,根据各类目标的运动规律,分别建立了它们的运动模型.用户只要输入相应参数,模拟器便可自动产生目标运动轨迹,方便了用户使用.4.根据GPS接收机对各类误差修正后的残差大小,建立了星钟误差、星历误差、电离层折射误差、对流层折射误差以及多径效应误差等仿真模型,模拟器依据这些模型计算各种误差源误差,相应改变所产生的卫星信号状态,模拟器输出的信号包含了所有误差影响,更接近于真实信号,使仿真结果更可信.5.通过综合分析,给出了详细的卫星信号状态计算方法,包括可见卫星预报、信号电平计算、伪码相位和载波多卜勒频率计算,该方法考虑了载体姿态和天线方向性影响,采用迭代算法,准确求解卫星发信时刻.6.详细分析了GPS卫星导航电文的结构,根据模拟器的具体特点,设计了导航电文各类参数的产生方法.按该文的方法,可使仿真GPS星座内各星协调工作.能满足用户长时间、大范围内仿真的需要.7.分析、比较了卫星信号模拟器产生差分信息的两种方案,确定通过纯软件方式生成差分修正信息,具有减少硬件数量、降低研制成本、实现简单的显著优点,给出了差分信息的计算公式.按RTCM-104制定的国际差分标准,给出了两类伪距差分数据格式.实现了模拟器的差分功能.确保用户使用卫星信号模拟器可以方便地进行差分试验.