CN114740503A - 一种卫星导航接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卫星导航接收机，包括存储部件、射频前端组件、基带信号处理组件和数据处理器；射频前端组件用于采集不同导航系统的卫星信号，并对多个卫星信号进行变频处理，得到多个数字载波信号；基带信号处理组件用于：判断数字载波信号之间是否发生信号的远近效应；若发生信号的远近效应，则对数字载波信号进行重构；根据重构后的数字载波信号确定卫星跟踪数据；数据处理器用于根据卫星跟踪数据计算用户位置；存储部件用于实时存储所述用户位置。本发明提高了卫星导航的定位精度。

Description

一种卫星导航接收机
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种卫星导航接收机。
背景技术
目前，伪卫星在应用的时候，存在信号的“远近效应”，即接收机跟踪来自约20100km高度的GPS卫星发射的弱信号与接收地面近距离伪卫星发射的强信号之间的冲突问题。虽然GPS卫星信号到达地面接收机的功率很弱(约为130db)，但是GPS卫星至接收机之间的相对距离变化不大，使得接收机跟踪GPS卫星信号的强度相对保持稳定。而伪卫星与接收机之间的相对距离变化较大，在近距离区域，伪卫星信号过强会干扰GPS信号的接收，甚至阻塞接收机；在远距离区域，伪卫星信号又太弱，使得接收机跟踪不到其信号。
因此，亟需一种新型的卫星导航接收机，解决上述存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种卫星导航接收机，以提高卫星导航的定位精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种卫星导航接收机，包括存储部件、射频前端组件、基带信号处理组件和数据处理器；
所述射频前端组件用于采集不同导航系统的卫星信号，并对多个所述卫星信号进行变频处理，得到多个数字载波信号；
所述基带信号处理组件用于：
判断所述数字载波信号之间是否发生信号的远近效应；
若发生信号的远近效应，则对所述数字载波信号进行重构；
根据重构后的数字载波信号确定卫星跟踪数据；所述卫星跟踪数据包括伪距、载波相位和解调出来的导航电文；
所述数据处理器用于根据所述卫星跟踪数据计算用户位置；
所述存储部件与所述数据处理器连接，所述存储部件用于实时存储所述用户位置。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过设置射频前端采集不同导航系统的卫星信号，对多个卫星信号进行变频处理得到数字载波信号，提高对于环境的适应度；通过设置基带信号处理组件，解决所获取的信号之间可能存在的远近效应问题，提高定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明卫星导航接收机的结构示意图；
图2为本发明卫星导航接收机中射频前端组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明提供一种卫星导航接收机，包括存储部件、射频前端组件、基带信号处理组件和数据处理器。射频前端组件用于采集不同导航系统的卫星信号，并对多个卫星信号进行变频处理，得到多个数字载波信号。
基带信号处理组件用于：判断数字载波信号之间是否发生信号的远近效应；若发生信号的远近效应，则对数字载波信号进行重构；根据重构后的数字载波信号确定卫星跟踪数据；卫星跟踪数据包括伪距、载波相位和解调出来的导航电文。
数据处理器用于根据卫星跟踪数据计算用户位置；存储部件与数据处理器连接，存储部件用于实时存储所述用户位置。
射频前端组件包括多个天线、多个射频通道、合路器和功分器；天线的数量与射频通道的数量相同；一个天线与一个射频通道连接。标记天线用于接收标记导航系统的卫星信号；标记射频通道用于接收标记导航系统的卫星信号，并对标记导航系统的卫星信号进行变频处理，以得到载波信号；标记天线为任意一个天线，标记导航系统为任意一个导航系统，标记射频通道为与标记天线连接的射频通道。
多个射频通道的输出端均与合路器的输入端连接，合路器用于将多个载波信号合为一路，以得到合载波信号；合路器的输出端与功分器的输入端连接，功分器的输出端与基带信号处理组件连接；功分器用于对合载波信号进行能量功分，以得到多个数字载波信号。
天线的数量至少为2个。如图2所示，天线的数量为3个。
基带信号处理组件包括信号重构模块、第一卫星信号跟踪模块和第二卫星信号跟踪模块；第一卫星信号跟踪模块包括第一自相关模块、第一互相关模块、第一减法器和第二减法器；第二卫星信号跟踪模块包括第二自相关模块、第二互相关模块、第三减法器和第四减法器。
第一自相关模块的输入端和第二自相关模块的输入端分别与射频前端组件连接；第一互相关模块的输入信号为0，第一自相关模块的第一输出端和第一互相关模块的第一输出端分别与第一减法器的两个输入端连接；第一自相关模块的第二输出端和第一互相关模块的第二输出端分别与第二减法器的两个输入端连接。
第一自相关模块的重建信号输出端与信号重构模块的输入端连接，信号重构模块的幅度控制端与数据处理器连接；数据处理器还用于为信号重构模块提供幅度控制。信号重构模块的输出端与第二互相关模块的输入端连接，第二自相关模块的第一输出端和第二互相关模块的第一输出端分别与第三减法器的两个输入端连接；第二自相关模块的第二输出端和第二互相关模块的第二输出端分别与第四减法器的两个输入端连接。
第一自相关模块的使能端与数据处理器连接，数据处理器用于为第一自相关模块提供使能控制；第二互相关模块的幅度控制端与数据处理器连接，数据处理器还用于为第二互相关模块提供幅度控制；第一减法器、第二减法器、第三减法器和第四减法器的输出端均与数据处理器连接，数据处理器用于对第一减法器、第二减法器、第三减法器和第四减法器进行跟踪控制。
进一步地，第一自相关模块包括第一载波数字控制振荡器、第一伪码发生器、第一积分器和第二积分器；第一载波数字控制振荡器用于产生两路正交载波，并将两路正交载波分别与数字载波信号相乘，得到两路剥离载波的数字基带信号；第一伪码发生器用于分别与两路剥离载波的数字基带信号相乘，并将相乘的一个结果输入至第一积分器，将相乘的另一个结果输入至第二积分器。
第一互相关模块包括第二载波数字控制振荡器、第二伪码发生器、第三积分器和第四积分器；第二载波数字控制振荡器用于产生两路正交载波，并将两路正交载波分别与输入信号0相乘，得到两路剥离载波的数字基带信号；第二伪码发生器用于分别与两路剥离载波的数字基带信号相乘，并将相乘的一个结果输入至第三积分器，将相乘的另一个结果输入至第四积分器。第三积分器和第四积分器的输出端分别作为第一互相关模块第一输出端和第二输出端。
第二互相关模块包括第三载波数字控制振荡器、第三伪码发生器、第五积分器和第六积分器；第三载波数字控制振荡器用于产生两路正交载波，并将两路所述正交载波分别与信号重构模块输出的重构信号相乘，得到两路剥离载波的数字基带信号；第三伪码发生器用于分别与两路剥离载波的数字基带信号相乘，并将相乘的一个结果输入至第五积分器，将相乘的另一个结果输入至第六积分器；第五积分器和第六积分器的输出端均与数据处理器连接。第五积分器和第六积分器的输出信号分别与数据处理器提供的幅度控制信号相乘，相乘后的两个输出端分别作为第二互相关模块的第一输出端和第二输出端。
当被跟踪的卫星信号中，有卫星信号的载噪比低于低门限时，卫星导航接收机搜索所有被跟踪的卫星信号中是否有载噪比高于高门限的信号；若有至少一个通道的卫星信号载噪比高于高门限，则判定为发生了远近效应，卫星导航接收机使能第二卫星信号跟踪模块的第一自相关模块输出重建信号，并使能信号重构模块输出重构信号，并将重构信号送入至第一卫星信号跟踪模块的第二互相关模块中；在下一个跟踪中断中，卫星导航接收机将第一卫星信号跟踪模块中互相关减轻后的积分结果作为鉴相器的输入；若没有通道的卫星信号载噪比高于高门限，则判定为没有发生远近效应，卫星导航接收机延长第一卫星信号跟踪模块的相干积分时间。
存储部件包括现场可编程逻辑门阵列芯片和NAND Flash内存；现场可编程逻辑门阵列芯片与基带信号处理组件连接，现场可编程逻辑门阵列芯片用于存储基带信号处理组件的配置数据；NAND Flash内存与数据处理器连接，NAND Flash内存用于存储用户位置。
卫星导航接收机还包括电源；电源用于为射频前端组件、基带信号处理组件、数据处理器和存储部件供电。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

Claims (2)

1.一种卫星导航接收机，其特征在于，所述卫星导航接收机包括存储部件、射频前端组件、基带信号处理组件和数据处理器；
所述射频前端组件用于采集不同导航系统的卫星信号，并对多个所述卫星信号进行变频处理，得到多个数字载波信号；
所述基带信号处理组件用于：
判断所述数字载波信号之间是否发生信号的远近效应；
若发生信号的远近效应，则对所述数字载波信号进行重构；
根据重构后的数字载波信号确定卫星跟踪数据；所述卫星跟踪数据包括伪距、载波相位和解调出来的导航电文；
所述数据处理器用于根据所述卫星跟踪数据计算用户位置；
所述存储部件与所述数据处理器连接，所述存储部件用于实时存储所述用户位置。
2.根据权利要求1所述的卫星导航接收机，其特征在于，所述射频前端组件包括多个天线、多个射频通道、合路器和功分器；所述天线的数量与所述射频通道的数量相同；
一个所述天线与一个所述射频通道连接；
标记天线用于接收标记导航系统的卫星信号；标记射频通道用于接收所述标记导航系统的卫星信号，并对所述标记导航系统的卫星信号进行变频处理，以得到载波信号；所述标记天线为任意一个天线，所述标记导航系统为任意一个导航系统，所述标记射频通道为与所述标记天线连接的射频通道；
多个所述射频通道的输出端均与所述合路器的输入端连接，所述合路器用于将多个所述载波信号合为一路，以得到合载波信号；
所述合路器的输出端与所述功分器的输入端连接，所述功分器的输出端与所述基带信号处理组件连接；所述功分器用于对所述合载波信号进行能量功分，以得到多个数字载波信号。
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