随着卫星导航行业的发展与成熟,利用地面接收的导航信号反演电离层的等离子体温度、密度等技术日趋成熟,多模多频接收机成为研究热点。多模多频导航数据传输处理需要解决频段宽,采样速率高和传输速率大等问题。本文针对分布式多全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)信号采集分析平台研究其体系架构完成其体系设计。目标是基于多模多频接收设备组成分布式网络对电离层电子总含量(TotalElectronContent,TEC)进行反演,采取分布式探测技术和信息融合技术探测空间飞行物、获取空间气象信息和异常天文现象信息。同其他类似国际GNSS服务组织(InternationalGNSSServices,IGS)的平台相比,本平台能接收全球导航系统的卫星信号,通过各可见卫星的信息完成平台目标,在大数据的前提下提高电离层模型的精度,进而实现空间飞行物等信息的探测。本文选择工程中常用的顶层设计技术实现对平台架构的设计。论文研究内容大致分为以下几个问题:(1)针对分布式多GNSS信号采集分析平台进行需求分析,针对多模多频数据处理需要解决的问题,即多系统时间基准的转换、多系统坐标基准的转换和多系统快速选星问题,总结了现有解决这些问题的算法。平台的基准站采用分布式网络采集数据,通过北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)对分布式网络进行授时实现时间同步。对平台的环境、背景和指标进行分析。分析了软件定义无线电(Softwaredefinedradio,SDR)接收机的一般结构和基于双频电离层反演的算法流程。采用基于目标的需求分析方法和基于集成定义(IntegratedDefinition,IDEF)的需求描述方法描述平台需求,IDEF0描述平台的任务触发流程,IDEF1描述平台的静态特征模型,IDEF3描述平台的过程流和对象状态转移过程。(2)针对分布式多GNSS信号采集分析平台进行体系结构设计,采用以数据为中心的基于活动的体系结构设计方法。分析平台架构的范围和用途,明确体系结构开发所需数据,确定数据的关联和采用DoDAF2.0提供的多种符合数据元模型规范的视图来记录结果。分析了平台的数据传输网络,同时也分析了平台的数据流图和数据流格式。本文分析了平台接收的四大系统的频点,通过各频点的参数明确基准站接收设备的具体参数要求,且计算了各个频点的数据传输速率。在数据的关联阶段,通过对各个频点的数据传输速率分析的结果确定基准站和云存储中心的10GE传输方式和TCP/IP传输协议,明确了云存储的指标。本文通过视图表述平台节点、信息交换矩阵、组织关系和活动模型。(3)针对分布式多GNSS信号采集分析平台进行信息资源规划,采用EA规划作为平台的资源规划方法,从功能需求和数据需求两个部分分析平台信息资源。功能需求分析部分建立平台的职能域模型、业务过程模型和建立“职能域—业务过程—业务活动”的三层分解结构。数据需求分析部分建立基于具体职能域的数据流图。系统建模阶段实现功能建模、数据建模和总体建模。功能建模部分通过云存储和自建服务器搭建数据和控制中心的框架。数据建模和总体建模总结数据流和数据在平台运行过程中的流向。(4)对比SDR的三种结构,采用Simulink搭建直接采样、中频采样进行仿真,直接采样对AD采样器件的要求较高,信号容易失真,而中频采样易产生镜像信号。同时计算零中频结构射频前端的动态范围和灵敏度参数作为参考值。