行迹自录 · GPS 实时发射软件

基于 gps-sdr-sim 改造的 Windows GPS L1 C/A 实时信号仿真与发射软件

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简介

通过 SDR 硬件实时生成并发射 GPS L1 C/A 信号，配套地图轨迹规划、信号频谱分析与卫星状态监控。与离线采样回放方案不同，本软件采用实时流式发射：星历经 gps-core 实时生成基带 IQ，经 TCP 送入 GUI 设备线程，边生成边发射。

功能特性

信号仿真

• GPS L1 C/A 码信号生成（支持 RINEX 星历 / 广播星历）
• 实时流式发射，非离线回放
• 可调发射功率等级

SDR 设备

• HackRF — 动态加载 hackrf.dll，环形缓冲 TX
• USRP / UHD 系列
• PlutoSDR — AD936x

信号分析（四联图）

数据源统一为 IQ 采样流：

图表	内容
频谱图	FFT 频域幅值 (dB) + maxHold 轨迹，滚轮缩放 / 拖拽平移
瀑布图	256 色索引图逐帧上滚，蓝→青→黄→白色板
时域图	原始 IQ 波形，中心零点
星座图	I/Q 散点 + 同心圆网格

卫星状态面板

33 个 PRN 网格实时显示、信号强度指示、链路状态。

地图与路径

• 百度地图 / 天地图 双源切换（Leaflet + WebEngine）
• 轨迹录制与回放、路线规划、目标点选取
• WGS84 / GCJ02 / BD09 坐标转换

工程能力

• RSA-2048 授权码验证（客户端仅内嵌公钥）
• Cloudflare R2 增量热更新
• Inno Setup 多版本安装包（全能版 / 高端版 / 综合版）
• 树莓派端 BLE 星历传输

文档导航

文档	内容
docs/architecture.md	总体架构、数据流、线程模型、通信协议
docs/build.md	环境要求、编译、版本变体、打包
docs/devices.md	SDR 设备抽象层与各设备支持
docs/signal-charts.md	四联图绘制参数详解
docs/map.md	地图模块开发文档（天地图 / 百度）
docs/ble.md	蓝牙星历传输
docs/hotupdate.md	热更新原理与发布流程
docs/license.md	授权机制
docs/faq.md	常见问题排查

目录结构

项目名称：行迹自录；仓库名与本地目录名保持 win-realtime。

win-realtime/
├── docs/                       文档（含架构、构建、设备、地图、FAQ）
│   └── images/                 文档图片
├── gps-ui-qt/                  主程序工程
│   ├── README.md
│   └── gps-ui-qt/
│       ├── README.md
│       ├── src/                源码 → src/README.md
│       │   ├── main.cpp            入口、授权校验
│       │   ├── mainwindow.cpp/h    主窗口、四联图、卫星面板
│       │   ├── mapwindow.cpp/h     地图窗口
│       │   ├── rsa_verify.c/h      授权验签（仅公钥）
│       │   └── core/               核心模块 → 见 src/README.md
│       │       ├── gpssim.c/h          GPS 信号生成
│       │       ├── rf_core.c           SDR 设备抽象
│       │       └── socket.c            TCP 通信
│       └── static/             地图前端 → static/README.md
├── hotupdate/                  热更新组件 → hotupdate/README.md
├── BLEManager/                 蓝牙星历传输 → BLEManager/README.md
│   └── blec/                   树莓派 btstack 守护进程
├── env_check/                  环境检测工具 → env_check/README.md
├── stage/                      打包清单与版本模板 → stage/README.md
├── installer*.iss              Inno Setup 安装脚本
├── download_tiles.py           离线地图瓦片下载
└── CONTRIBUTING.md             贡献指南

快速开始

# 1. 按本机路径修改 gps-ui-qt/CMakeLists.txt 中的 CMAKE_PREFIX_PATH 与 UHD_DIR
# 2. 配置构建
cmake -B build -G "Visual Studio 17 2022" -A x64 gps-ui-qt
# 3. 编译
cmake --build build --config Release
# 4. 部署 Qt 运行库
windeployqt --release --no-opengl-sw <输出目录>/gps-ui-qt.exe

产物：gps-ui-qt.exe（图形界面）、gps-core.exe（命令行）。

完整步骤见 docs/build.md。

数据流

星历 → gps-core.exe → TCP:1999 → rf_core.c (设备线程)
                                    ↓ onUsrpIq()
                              ChartWidget::setData()
                                    ↓
                      频谱 / 瀑布 / 时域 / 星座 四联图

IQ 格式 [I0, Q0, I1, Q1, ...]，每点两个 float，约 1000 帧/秒、每帧 2560 采样点。

详见 docs/architecture.md。

关于授权

客户端 rsa_verify.c 内嵌 RSA-2048 公钥，验证授权文件签名；授权文件格式为 机器码|类型|时间戳 + PKCS#1 v1.5 SHA-256 签名。

签发工具（含私钥）不在本仓库中，详见 docs/license.md。

免责声明

• 本项目仅供 GPS 信号仿真研究、教学与授权测试使用
• 请遵守当地无线电法规，在屏蔽环境或合法频段下使用
• 星历文件（*.2Xn）需自行从 IGS 或广播星历获取

许可证

MIT License

致谢

• gps-sdr-sim — GPS 信号仿真核心
• Leaflet — 地图渲染
• btstack — 树莓派 BLE 协议栈
• 百度地图 / 天地图 — 地图数据服务