MATLAB GPS导航仿真工具箱（GPS Navigation Simulation Toolbox）

资 源 简 介

该工具箱为MATLAB用户提供完整的GPS导航仿真环境，支持卫星轨道生成、接收机定位解算以及信号传播误差模拟。用户可通过可视化界面或脚本调用实现卫星星座动态仿真、伪距测量模拟和多路径效应分析等功能。

详 情 说 明

MATLAB GPS导航仿真工具箱

项目介绍

GPS导航仿真工具箱是一个基于MATLAB的完整GPS系统仿真环境。该工具箱提供从卫星轨道生成到接收机定位解算的全流程仿真能力，支持多种误差模型的精确建模。适用于导航算法验证、教学演示和科研仿真场景，帮助用户深入理解GPS系统工作原理并进行定位性能分析。

功能特性

• 卫星星座动态仿真：基于开普勒轨道模型与摄动修正的高精度卫星轨道计算
• 多源误差建模：支持电离层延迟、多路径效应、卫星钟差等误差模拟
• 灵活定位算法：提供最小二乘法与卡尔曼滤波两种定位解算方法
• 精度评估体系：实时计算PDOP/HDOP/VDOP等精度因子
• 多维可视化：卫星天空图、三维轨迹动画、误差热力图等丰富可视化输出
• 数据格式兼容：支持YUMAR/BRDC标准星历文件输入

使用方法

基本配置

1. 星历数据加载：使用导航文件或手动输入轨道参数（半长轴、偏心率、轨道倾角等）
2. 接收机设置：配置初始位置（经纬度/高程）、时钟误差参数、观测噪声方差
3. 仿真参数定义：设置仿真时长、采样频率，选择需要启用的误差类型

执行仿真

% 通过GUI界面启动仿真 gps_toolbox_gui

% 或通过脚本调用核心功能 results = run_gps_simulation(config);

结果分析

• 查看数值结果：卫星位置矩阵、接收机轨迹数据、精度因子报告
• 使用可视化工具：生成卫星星座图、轨迹动画、误差分布分析图

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox, Mapping Toolbox
• 推荐配置：4GB以上内存，支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件整合了工具箱的核心仿真流程，实现了卫星轨道计算、伪距测量生成、误差模型加载、定位算法执行以及结果可视化输出等关键功能。该文件通过模块化设计协调各子系统工作，提供图形用户界面和脚本调用两种操作方式，支持用户自定义仿真参数并生成完整的导航性能分析报告。