CN102540219A - 全球卫星导航系统信号的接收方法及接收机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全球卫星导航系统信号的接收方法及接收机，克服现有接收设备功耗较高的缺陷。该接收机包括天线，还包括：射频前端模块，用于根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与所述天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据所述GNSS信号产生数字中频信号；基带处理模块，用于根据第二控制指令对所述数字中频信号进行基带处理；控制模块，用于根据所述基带处理的结果、用户输入及预设的控制策略，产生所述第一控制指令以及所述第二控制指令。本发明技术方案能够完成多系统兼容的联合定位。

Description

全球卫星导航系统信号的接收方法及接收机

技术领域

本发明涉及卫星导航技术，尤其涉及一种融合全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的全球卫星导航系统(GNSS)信号的接收方法，以及一种GNSS信号接收机。

背景技术

当前，卫星导航应用已发展成为全球性的高新技术产业，并正经历着从以车辆应用为主体的市场格局转变为以个人消费应用为主流的市场格局。便携式导航设备(PND)在过去几年全球范围内的快速发展，成为了技术在消费类产品中最成功的应用之一。

随着GNSS的发展，导航产品的定位功能将可以由多个卫星系统实现，欧洲Galileo系统、美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、中国北斗系统等多种系统共存的局面在未来会成为一种重要的应用趋势。

多种系统共存比只使用单一系统更安全，但也在成本、功耗和物理尺寸方面对接收机、设备等硬件提出了更高的要求。随着卫星导航系统从GPS时代向GNSS时代的转化，双星座或多星座的兼容接收机会成为未来卫星导航定位接收机的主流产品。

兼容接收机的优势在于：有利于提高导航定位的精度和可用性、连续性、完好性。具体而言，由于卫星数量的成倍增加，在接收视野受到可能的遮掩和阻挡时，仍然保证有足够的卫星实现定位功能，在城市环境中这一优点极具实用价值，这意味着定位服务将具有更高的可用性和连续性。卫星数量的增加也会在一定程度上改善几何精度因子，提供更高的定位精度。当某个卫星导航星座出现异常情况时，其它系统的卫星信号仍然可以保证接收机的正常工作。接收机自主完好性检测性能也同可见卫星数量正相关，5颗卫星情况下只能检测出卫星故障但却不能找出并剔除故障卫星，6颗以上卫星条件下则可以检测出故障卫星，从而利用剩下的健康卫星完成定位解算。

但是目前仅GPS和Galileo系统在互操作性设计方面取得明显的进展，GPS的L1频点和Galileo的E1频点的频率完全重合，采用同一个射频前端通道可以同时接收前述两路信号。而GLONASS-L1、北斗B1信号则被设置在不同的频点，这就意味着兼容接收机的前端部分必须具有多个射频通道，才能完成多系统信号接收任务。

以美国Javad公司产品TR-G3T OEM板为例，该产品能够同时接收GPS、GLONASS和Galileo多个频点的信号，但是，产品价格昂贵，功耗也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种全球卫星导航系统信号的接收机，克服现有接收设备功耗较高的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全球卫星导航系统信号接收机，包括天线，还包括：

射频前端模块，用于根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与所述天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据所述GNSS信号产生数字中频信号；

基带处理模块，用于根据第二控制指令对所述数字中频信号进行基带处理；

控制模块，用于根据所述基带处理的结果、用户输入及预设的控制策略，产生所述第一控制指令以及所述第二控制指令。

优选地，所述射频前端模块包括数字中频超外差架构或者零中频架构的射频前端模块。

优选地，所述零中频架构的射频前端模块包括：

低噪放大器，用于对所述GNSS信号进行低噪放大；

本地振荡器，用于产生本振信号；

第一数字混频单元，用于对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；

第二数字混频单元，用于对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号。

优选地，所述零中频架构的射频前端模块进一步包括：

带通滤波器，用于对所述GNSS信号进行带外干扰信号的滤波处理；

其中，所述低噪放大器，用于对经过所述带外干扰信号的滤波处理的GNSS信号进行低噪放大。

优选地，所述第一数字混频单元对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理；所述第二数字混频单元对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理。

优选地，所述天线接收的所述GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。

本发明所要解决的另一技术问题是需要提供一种全球卫星导航系统信号的接收方法，克服现有接收设备功耗较高的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全球卫星导航系统信号的接收方法，包括：

根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据所述GNSS信号产生数字中频信号；

根据第二控制指令对所述数字中频信号进行基带处理；

根据所述基带处理的结果、用户输入及预设的控制策略，产生所述第一控制指令以及所述第二控制指令。

优选地，根据所述第一控制指令将所述射频通道的带宽与所述GNSS信号进行匹配并产生所述数字中频信号的步骤，包括：

对所述GNSS信号进行低噪放大；

产生本振信号；

对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；

对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号。

优选地，对所述GNSS信号进行低噪放大之前，进一步对所述GNSS信号进行带外干扰信号的滤波处理。

优选地，对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理；对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理。

优选地，所述GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。

本发明技术方案能够完成多系统兼容的联合定位。与现有技术相比，本发明技术方案实现的接收机显著降低了硬件成本，功耗更低，物理尺寸更小，而且硬件复杂度更低，适用于普通消费类产品。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例一的GNSS信号接收机的组成示意图；

图2是图1所示实施例中射频前端模块基于数字中频超外差架构的组成示意图；

图3是图1所示实施例中射频前端模块基于零中频架构的组成示意图；

图4是图1所示实施例中基带处理模块的组成示意图；

图5是本发明中误码率与载噪比和相参积累时间的关系示意图；

图6是本发明实施例二的GNSS信号接收方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

首先，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征的相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一、一种GNSS信号接收机

如图1所示，本实施例主要包括宽带天线110、射频前端模块120、基带处理模块130以及控制模块140，其中：

宽带天线110，用于接收GNSS信号；

射频前端模块120，与宽带天线110相连，用于根据控制模块140发送的第一控制指令，以时分模式将射频通道对准某一频点，使得带宽与宽带天线110所接收的GNSS信号进行匹配，根据该GNSS信号产生数字中频信号；

基带处理模块130，与射频前端模块120相连，用于根据控制模块140发送的第二控制指令对射频前端模块120输出的数字中频信号进行基带处理；

控制模块140，与射频前端模块120及基带处理模块130相连，用于根据基带处理模块130提供的基带处理的结果、用户输入以及为接收机预先设置的控制策略，产生第一控制指令发送给射频前端模块120，以及产生第二控制指令发送给基带处理模块130。

上述GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。

上述射频前端模块120的第一实际应用，是数字中频超外差架构的射频前端模块。基于数字中频超外差架构的射频前端模块120如图2所示，其主要包括第一级带通滤波器(BPF1)210、低噪放大器(LNA)220、本地振荡器(LO)230、前级模拟混频器240、第二级带通滤波器(BPF2)250、可变增益放大器(VGA)260以及模数转换器(ADC)270，其中：

第一级带通滤波器210，用于对宽带天线110接收的GNSS信号进行带外干扰信号的滤波，以滤除包括镜像在内的带外干扰，获得一次带通滤波信号；

低噪放大器220；与第一级带通滤波器210相连，用于对一次带通滤波信号进行低噪放大；

本地振荡器230，用于产生本振信号；

前级模拟混频器240，与低噪放大器220及本地振荡器230相连，用于对经过低噪放大后的一次带通滤波信号及本振信号进行混频处理，产生中频信号；

第二级带通滤波器250，与前级模拟混频器240相连，用于对中频信号进行带通滤波处理，得到二次带通滤波信号；

可变增益放大器260，与第二级带通滤波器250及基带处理模块130相连，用于根据基带处理模块130的放大控制信号所表示的放大倍数，来调整二次带通滤波信号的电平，将二次带通滤波信号的电平调整至高速率模数转换器270的动态范围之内，获得电平调整信号；

模数转换器270，与可变增益放大器260相连，用于将该电平调整信号转换为数字中频信号。

本实施例中本地振荡器230的频率以及整个通道的放大器和带通滤波器的通带范围是可配置的，因此前述的控制模块140可以根据需要配置不同的频率，来实现射频前端模块120的可配置功能。

射频前端模块输出的数字中频信号在基带处理模块130中完成数字下变频，捕获、跟踪和解调等操作。射频前端模块120完成中心频率切换的速度主要取决于本振频率调整直至稳定工作所需的时间，本实际引用中大约在微秒量级。

由于本实际应用的射频前端模块输出的是中频数字信号，因此在变频之前必须滤除镜像干扰。从镜像抑制的角度出发，希望提高中频频率，这样对第一级带通滤波器的要求不至于太苛刻。但是中频频率太高，ADC的采样频率也随之增高，而且还须保证较大的动态范围。因此，中频频率的选择须兼顾第二级带通滤波器250和模数转换器270的要求，一般在几十兆赫兹的范围内。

本实际应用的优点主要体现在：以优良的灵敏度和选择性而适用于多种不同的信号标准(中心频率、带宽和调制方式等)。前级模拟混频器产生的直流偏置受到其后带通滤波器的滤除，最后一级混频器的直流偏置由于之前多级放大器的放大作用而被抑制。至于本振泄漏问题，因为本振信号在目标信号带宽之外，所以第一级带通滤波器能够很好地加以滤除。

上述射频前端模块120的第二实际应用，是零中频架构的射频前端模块。基于零中频架构的射频前端模块120如图3所示，其主要包括带通滤波器(BPF)310、低噪放大器(LNA)320、本地振荡器(LO)330、提取处理器340、第一数字混频单元350(包括第一混频器351、第一低通滤波器(LPF1)352、第一可变增益放大器(VGA1)353、第一模数转换器(ADC1)354)以及第二数字混频单元360(包括第二混频器361、第二低通滤波器(LPF2)362、第二可变增益放大器(VGA2)363以及第二模数转换器(ADC2)364)，其中：

带通滤波器310，用于对GNSS信号进行带外干扰信号的滤波，以滤除临近的带外干扰，获得带通滤波信号；

低噪放大器320；与带通滤波器310相连，用于对经过带通滤波的GNSS信号(即前述的带通滤波信号)进行低噪放大；

本地振荡器330，用于产生本振信号；

提取处理器340，与本地振荡器330相连，用于提取本振信号的同相分量和正交分量；

第一数字混频单元350，与低噪放大器320及及提取处理器340相连，用于对经过低噪放大后的带通滤波信号(即经过带通滤波之后的GNSS信号)及本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；其中：

第一混频器351，与低噪放大器320及提取处理器340相连，用于对经过低噪放大后的带通滤波信号(即经过带通滤波之后的GNSS信号)及本振信号的同相分量进行混频处理，产生第一混频信号；

第一低通滤波器352，与第一混频器351相连，用于对第一混频信号进行低通滤波处理，获得第一低通滤波信号；

第一可变增益放大器353，与第一低通滤波器352及基带处理模块130相连，用于根据基带处理模块130的放大控制信号所表示的放大倍数，调整第一低通滤波信号的电平，将第一低通滤波信号的电平调整至高分辨率的第一模数转换器354的动态范围之内，获得第一电平调整信号；

第一模数转换器354，与第一可变增益放大器353相连，用于将该第一电平调整信号转换为第一数字混频信号；

第二数字混频单元360，与低噪放大器320及提取处理器340相连，用于对经过低噪放大后的带通滤波信号(即经过带通滤波之后的GNSS信号)及本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号；其中：

第二混频器361，与低噪放大器320及提取处理器340相连，用于对经过低噪放大后的带通滤波信号(即经过带通滤波之后的GNSS信号)及本振信号的正交分量进行混频处理，产生第二混频信号；

第二低通滤波器362，与第二混频器361相连，用于对经过混频处理的带通滤波信号机本振信号的正交分量(即前述的第二混频信号)进行低通滤波处理，获得第二低通滤波信号；

第二可变增益放大器363，与第二低通滤波器362及基带处理模块130相连，用于根据基带处理模块130的放大控制信号所表示的放大倍数，调整第二低通滤波信号的电平，将第二低通滤波信号的电平调整至高分辨率的第二模数转换器364的动态范围之内，获得第二电平调整信号；

第二模数转换器364，与第二可变增益放大器363相连，用于将该第二电平调整信号转换为第二数字混频信号。

本实际应用的零中频方案不产生中频信号，而直接把射频信号处理成正交的两路数字信号并输出到基带处理模块130。宽带天线110接收的射频信号经带通滤波、放大后分为两路，分别与本振信号的同相分量和正交分量混频至基带，再通过低通滤波器和可变增益放大器，由模数转换器采样输出零中频数字信号至基带处理模块130。

但是零中频架构受本振泄漏自混频产生的直流分量和低频的闪烁噪声影响较大，可能引起放大器饱和，信号电平超过ADC的动态范围，破坏信号携带的有用相位信息。由于上述两种干扰仅包含直流和低频分量，所以在第一混频器351的处理之后，以及第二混频器361的处理之后，也可以分别采用带通滤波器而不是低通滤波器进行滤波处理(相应的低通滤波信号即为带通滤波信号)。虽然带通滤波会损失部分信号功率，但GNSS是宽带信号，只要通带的下端足够低，就依然能够保留足够的信号功率，基带处理部分依然能够完成信号检测。

本实际应用采用的零中频架构的射频前端模块120，具有结构简单，易于集成等优点，相比数字中频超外差架构而言，减少了混频器后的第二级高频带通滤波器(BPF2)250(具有良好选频特性的高频带通滤波器难以集成在射频前端模块120内，超外差架构下通常采用外接分离器件)，而且也不存在镜像干扰的问题。

本实施例中的本地振荡器330的频率以及整个通道的放大器和带通滤波器的通带范围是可配置的，因此前述的控制模块140可以根据需要配置不同的频率，来实现射频前端模块120的可配置功能。

本实施例只有一个射频通道，上述基带处理模块130中的通道组可以是一组，也可以是多组。这是因为在任意时刻，射频前端模块120只能接收一个频点的信号。

图4为本实施例中基带处理模块130的一实际应用的组成示意图。如图4所示，在本实际应用中，基带处理模块130包括搜索单元410、通道组单元420以及处理单元430，其中：

搜索单元410，用于根据处理单元430的捕获控制指令，捕获射频前端模块120所产生的数字中频信号，完成信号捕获任务；

通道组单元420，与搜索单元410相连，用于对搜索单元410所捕获到的数字中频信号进行跟踪；

处理单元430，与搜索单元410及通道组单元420相连，用于向搜索单元410发送捕获控制指令，控制搜索单元410完成信号捕获，并用于根据通道组单元420所跟踪的数字中频信号解调导航电文，产生伪距和载波相位观测量。

处理单元430与搜索单元410及通道组单元420通常采用总线方式连接，处理单元430内的通用处理器通过总线读写的方式与搜索单元410及通道组单元420交换数据，实现数据的传输及控制。

上述三个功能单元是从信号处理的逻辑功能角度进行划分的。在具体实现时，这三个单元与物理实体的对应关系，可以是各种各样的，比如可以是各自分立的，也可以是部分或者全部包含在一个芯片内等等。在本实施例的具体实现时，上述处理单元430用于协调整个基带处理，既可以是SOC内置的DSP，也可以是芯片外的嵌入式处理器。

通过配置处理单元430的参数，宽带天线110可以接收多种GNSS信号。图4所示的基带处理模块130既可以采用集成电路(IC)/现场可编程门阵列(FPGA)+处理器(Processor)方式实现，也可以集成在单片系统芯片(SOC)之中，包含通用或数字信号处理器核、存储器和可配置的硬件单元。

在基带处理模块130的另一实际应用中，基带处理模块中包含一个以上的子模块，每个子模块用于处理一个频点的GNSS信号，每个子模块的内部结构都相同，这样有多少个子模块就可以处理多少个频点的GNSS信号。射频前端模块120产生的数字中频信号同时输入到每一个子模块中进行处理。本实际应用的方案不需要设计可配置的基带处理器，可以简化每一个子模块的设计。而且，可以用较低的代价(成本，功耗等)实现大规模的数字电路，更有利于降低成本。

在时分工作模式方式下，对各频点信号的采样是不连续的，同一时刻通道组只能产生某一频点的观测量。但是由于卫星飞行的平稳性，观测量的变化是有规律的。因而可以通过某种滤波算法，根据某时刻前后的观测量推算出该时刻观测量的估值。绝大部分基带信号处理功能都在可配置的基带处理模块130内实现，接收不同的信号标准需要不同的结构和配置参数与之相适应。

在本实施例的实现过程中，需要首先定义对应于每一种信号标准的基带架构，以便获得适应这些信号标准的统一的整体架构，以便在该整体框架下有效地共用可配置的硬、软件资源。需要说明的是，所有的信号处理模块应该具有标准的接口，依据具体系统实现方案开启或关闭，这样也有利于减小功耗。

本发明技术方案的在射频前端部分引入了时分复用的技术，对于时分GNSS接收技术，可以采用辅助卫星导航(A-GNSS)技术由移动通信链路获取完整的星历。接收机也可以短时中断多模操作，逐个频点地收集解调星历数据。误码率(BER)是衡量数据传输性能的重要指标；在GNSS领域，BER标志着星历能否被正确地下载。当跟踪环路处于稳定工作状态，导航电文的解调是通过对即时相关器同相分量输出进行累加并判断其符号的正负来完成，最大积累时间长度不得超过电文位宽T_b。图5示出了误码率(BER)与载噪比(C/N)和相参积累时间(accumulate period)的关系。

由于在同一时刻只能接收一个频点的信号，从传统GNSS接收机的工作原理来说，只能产生并输出该频点的伪距观测量。鉴于卫星的运动轨迹很平稳，本发明技术方案可以采用多项式插值的方法(如拉格朗日插值)由伪距观测量得到其他时刻的伪距估值。

此外，对射频前端模块和基带处理模块进行配置的参数，主要包括本振频率、射频前端滤波器的中心频率、带宽、采样频率、基带虚拟通道对应的卫星PRN码生成多项式、相关器最小时延差、环路鉴别器选择、环路带宽等。由于本振频率的改变到稳定输出指定频率的射频信号需要较长时间(微秒级)，本振频率的配置应该首先进行。

在本发明的一个实施例中，在控制模块等的指令协调下，射频前端模块和基带处理模块以时分方式工作在GPS-L1/Galileo-E1、GPS-L2、GLONASS-L1和BD-B1频点，且切换时间可调。星历可以从额外的通信链路取得，也可以在进入到时分工作模式之前由接收机自身经长时间(GPS-L1须30秒左右)接收得到。

在时分模式下，同一时刻只可能直接取得同一个频点的伪距等观测量，但是可以通过估计、预测或平滑，也即滤波的方式得到其他频点的观测量估值，而且对这些观测量和估值进行PVT的统一解算即可完成兼容接收机定位操作，优选采用卡尔曼滤波的方式进行PVT解算。

实施例二、GNSS信号接收机的接收方法

结合图1所示实施例，图6所示的本实施例主要包括如下步骤：

步骤S610，根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据该GNSS信号产生数字中频信号；

步骤S620，根据第二控制指令对该数字中频信号进行基带处理；

步骤S630，根据该基带处理的结果、用户输入以及预先设置的控制策略，产生该第一控制指令以及该第二控制指令。

其中，根据该第一控制指令将该射频通道的带宽与该GNSS信号进行匹配并产生该数字中频信号的步骤，包括：

对该GNSS信号进行低噪放大；

产生本振信号；

对经过该低噪放大后的GNSS信号及该本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；

对经过该低噪放大后的GNSS信号及该本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号。

其中，对该GNSS信号进行低噪放大之前，进一步对该GNSS信号进行带外干扰信号的滤波处理。

其中，对经过该低噪放大后的GNSS信号及该本振信号的同相分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理；对经过该低噪放大后的GNSS信号及该本振信号的正交分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理。

其中，该GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。

随着GNSS技术的发展、以及多个卫星导航系统的出现，多模兼容技术成为了卫星导航接收机的一个重要的发展趋势。在单个接收终端内实现多种射频标准的整合，涉及到对不同调制样式、载波频率和带宽信号接收性能的讨论。在个人消费产品领域，功耗的大小也是一个重要的考虑因素，它决定了由电池供电的掌上型终端连续工作时间的长短。而且，一个终端所包含的器件和射频通道数量还会影响到产品的成本和物理尺寸。从这些因素出发，在单个射频通道上实现对多种射频的GNSS标准/信号的兼容接收将可能在保证接收性能的前提下，将虚拟通道的概念扩展到射频部分，以时分方式将单个物理通道映射成多个虚拟通道，有效降低硬件成本、功耗和尺寸。本发明的技术方案强调硬件(包括射频前端和基带处理部分)的可重配置性，以灵活反复的配置达到多系统多频点信号共用单一的射频通道和少量基带物理通道的目的，在低成本低功耗基础上实现多系统兼容接收机，适应大众化消费类市场的需要。

本发明提出了一种时分GNSS接收机方案，其面向消费类市场，在可调配基带芯片和可调配射频前端芯片基础上，可以分时方式实现对GPS-L1与Galileo-E1、GPS-L2、GLONASS-L1和北斗B1等信号的进行接收、跟踪，对所有观测量及观测量估计值进行PVT的统一解算。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种全球卫星导航系统信号接收机，包括天线，其特征在于，还包括：

射频前端模块，用于根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与所述天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据所述GNSS信号产生数字中频信号；

基带处理模块，用于根据第二控制指令对所述数字中频信号进行基带处理；

控制模块，用于根据所述基带处理的结果、用户输入及预设的控制策略，产生所述第一控制指令以及所述第二控制指令。

2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于：

所述射频前端模块包括数字中频超外差架构或者零中频架构的射频前端模块。

3.根据权利要求2所述的接收机，其特征在于，所述零中频架构的射频前端模块包括：

低噪放大器，用于对所述GNSS信号进行低噪放大；

本地振荡器，用于产生本振信号；

第一数字混频单元，用于对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；

第二数字混频单元，用于对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号。

4.根据权利要求3所述的接收机，其特征在于，所述零中频架构的射频前端模块进一步包括：

带通滤波器，用于对所述GNSS信号进行带外干扰信号的滤波处理；

其中，所述低噪放大器，用于对经过所述带外干扰信号的滤波处理的GNSS信号进行低噪放大。

5.根据权利要求3或4所述的接收机，其特征在于：

所述第一数字混频单元对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理；

所述第二数字混频单元对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理。

6.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于：

所述天线接收的所述GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。

7.一种全球卫星导航系统信号的接收方法，其特征在于，包括：

根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据所述GNSS信号产生数字中频信号；

根据第二控制指令对所述数字中频信号进行基带处理；

根据所述基带处理的结果、用户输入及预设的控制策略，产生所述第一控制指令以及所述第二控制指令。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第一控制指令将所述射频通道的带宽与所述GNSS信号进行匹配并产生所述数字中频信号的步骤，包括：

对所述GNSS信号进行低噪放大；

产生本振信号；

对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；

对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

对所述GNSS信号进行低噪放大之前，进一步对所述GNSS信号进行带外干扰信号的滤波处理。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：

对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理；

对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。

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