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多频多通道GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）信号采集回放设备能够同时采集多频GNSS信号并将其数字化，是多频多星座GNSS软件接收机的硬件基础。将采集存储的GNSS信号再次回放，可完全真实再现采集时的场景，这对于多频多星座GNSS信号处理及接收机研制开发具有重要意义。使用直接变换式射频前端的USRP（Universal Software Radio Peripheral，软件无线电通用外设）具有灵活便携的特性；而直接射频采样技术以其简单的结构、可灵活配置的特性以及多频信号处理时良好的通道一致性优势，在多频GNSS应用中受到越来越多的重视。本文首先在直接变换结构的USRP的基础上完成了GNSS信号的采集回放，通过后端接收机对USRP采集和回放的信号处理，表明该系统可应用于GNSS信号的采集和回放。本文还完成了基于直接射频采样技术的多通道GNSS采集设备，该设备可同时采集多个星座或信号源的多个不同频点的GNSS信号。信号质量、数据速率和通道间一致性是该系统设计完成过程中需要特别考虑的问题，本文分别阐述了这三点，并利用后端接收机的信号处理和定位解算结果对系统基本功能、信号质量和通道间一致性做了验证和说明。最后，本文在实验室自研的GNSS射频信号模拟器基础上完成了多通道的GNSS信号回放系统，使得该GNSS信号模拟器可将采集到的真实卫星信号重新回放输出，完全真实再现采集时的场景。