随着无人机和通信技术的发展,利用软、硬件建立有关无人机的飞行、控制以及评估的仿真系统已经成为各国的共识。在飞控系统仿真中,如何模拟无人机在空中的位置状态是整个系统中需要解决的主要问题。而GPS信号模拟器正好解决了这个问题。近年来,有关GPS信号模拟器的研究已经开展很多。但国外产品价格昂贵,而国内的研究仍存在缺陷。在这种背景下,本文从SOPC角度对用于飞控系统仿真的GPS信号模拟器进行了研究。本文采用ALTERA公司推出的基于FPGA的SOPC解决方案—NiosII为核心,连同本文设计的功能模块构成一个软硬结合的SOPC系统。本文在深入研究了GPS卫星定位系统的基础上,提出了GPS信号模拟系统的功能框架,并阐述了各个模块的功能。然后从软件方面和硬件方面分别进行设计:软件方面,在研究了GPS数据处理原理的基础上,给出了参考星历数据格式转换、机载可见星的选择、机载环境中误差模拟、传输时延和多普勒频移计算的实现方法,并对模拟器功能进行扩展,研究了天文导航中太阳高度角和方位角的计算方法。硬件方面,进行了Nios II系统模块的配置,提出了延时控制模块、时钟模块、C/A码生成器模块、D码速率控制模块和码字合成器模块的设计方法并实现了各模块的功能。本文利用Quartus II内嵌的Simulator Tool工具,专业的仿真软件Modelsim和示波器对硬件各模块进行仿真和调试,验证了模型功能的正确性。