CN101251591B - 室内定位全球定位系统接收机及其相关器通道设计方法 - Google Patents

Abstract

一种涉及全球定位系统GPS接收机技术，尤旨一种主要应用于室内环境下的高灵敏度导航接收机的定位与导航的室内定位全球定位系统接收机及其相关器通道设计方法。所述接收机主要由射频模块、导航数据处理模块和相关器通道组成，该相关器通道至少包括：并行的捕获相关器通道和相关器接口控制器模块等；该方法通过双模相关器通道的设计方法，实现接收机同时在两个系统为双模的技术特征；主要解决整体硬件和如何在两个系统中实现双模特征等有关技术问题。本发明的积极效果是：实现了接收机具备接收微弱室内导航信号的能力，能够同时在两个系统为双模工作特征，提高了快速高灵敏度的定位精度，降低了硬件资源的成本和功耗等优点。

Description

室内定位全球定位系统接收机及其相关器通道设计方法 

技术领域

本发明涉及一种全球定位系统GPS(Global Position System)接收机技术，尤指一种主要应用于室内环境下的高灵敏度导航接收机的定位与导航及其相关器通道设计方法。 

背景技术

在辅助卫星导航定位系统AGNSS(Assisted Global Navigation Satellite System)系统中，从辅助信息中能够获取传统接收机需要实现同步之后才能解调的导航电文，并且利用参考接收机的位置，高灵敏度接收机只需要捕获到卫星信号即可实现定位。因此，微弱卫星信号的捕获与检测成为高灵敏度接收机实现的关键。 

微弱卫星导航信号的检测不仅要利用扩频增益，还需要长时间的累积，积分时间加长，频率估计的要求更加严格，由此导致了参数估计与信号检测之间的矛盾。其明显的表现就是硬件相关器数目的剧增，一般的室外GPS接收芯片的相关器数目小于36个，但美国SiRf公司SiRFstar III芯片的相关器数目等效为200,000个，美国Global Locate公司的高灵敏度芯片相关器数目为32,000个。为了节省资源，基于FFT技术的并行捕获算法成为设计的主流。可以分为两类，一种是频域FFT算法，该算法利用FFT频域并行检测的原理，通过FFT的运算代价，换取每次检测时更大的频率搜索范围，得到捕获时间的改善。另外一种是时域FFT算法，该算法利用时域卷积等效于频域相乘的关系，将本地扩频码与信号变换到频域进行 

对于LBS业务来说，接收机的信号捕获及定位时间是其关键指标，从前面Global Locate公司的产品可以看到，大规模的并行相关器是实现快速高灵敏度定位的主要方法，但也同时带来了硬件资源增加、功耗变大等弊端。而且很多时候，用户并不需要连续的定位方式，因此一种基于单点定位的Snapshot快拍定位方式正在迅速发展。该方案采用大容量的存储单元，将原始卫星信号进行存贮，并通过高灵敏度接收机算法给出单点定位的结果。由于原始数据中包含所有卫星的信息，理想的情况下，一次存贮即可解算出位置。该方法不仅适合于高灵敏度算法的灵活实现，而且能够更为有效地利用辅助信息，能与通信平台更加紧密地结合，支持通信终端的各种定位模式，便于实现低功耗的工作模式，因此成为许多芯片设计商的首选。 

欧洲伽利略(Galileo)计划及现代GPS导航系统引用了一种新的导航信号调制方式——二进制偏移载波调制BOC(Binary OffsetCarrier)调制，该调制方式通过一个子载波使得同一个中心频点信号的频谱不混叠，避免了与现有信号的相互干扰。而且，在码测量噪声方差、抗多径性能等方面比二进制相移键控(BPSK)调制更有优势。接收机能够同时处理这两个系统的信号是导航产业发展的趋势。 

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种基于快怕snapshot方式的高灵敏度接收机相关器通道，能够灵活的实现弱信号的捕获与数据解调，以及二进制偏移载波调制BOC的捕获与跟踪，并将之与GPS信号相结合，提出了兼容的相关器通道结构。 

本发明的另一目的旨在提供一种室内定位全球定位系统接收机的相关器通道设计方法，该方法通过基带相关器通道结构，有效地结合了snapshot快怕数据存储、多普勒处理、相干积分处理、非相干积分处理和FFT并行捕获技术；通过长相干积分的比特同步方法和BOC信号滤波方法，实现了接收机能够同时在两个系统为双模工作特征的室内定位全球定位系统接收机及其相关器通道设计方法。 

本发明要解决的技术问题是：针对室内区域高精度定位的要求，主要解决高灵敏度卫星导航接收机相关器通道的硬件设计问题；要解决大规模的并行相关器如何实现快速高灵敏度定位问题；要解决硬件资源增加、功耗变大等弊端问题；要解决如何提高灵敏度指标，实现更快速、更准确的定位等有关技术问题。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该定位系统由服务器、接口、天线、接收机、星座、通信网络及计算机等部件组成，所述定位系统的发送端通过无线信号传输到接收机的接收端，所述接收机主要由射频模块、导航数据处理模块和相关器通道组成，射频模块的输出端分别同时与相关器通道中的快拍存储单元的输入端及各路跟踪通道中的数字下变频模块的输入端相连接，导航数据处理模块的输入输出端与相关器通道中的相关器接口控制器的输出输入端相连接；该相关器通道至少包括： 

快拍存储单元、数字下变频及滤波抽取单元、并行的捕获相关器通道、切换开关、FFT控制器、并行的跟踪通道、FFT引擎、非相干累积器、通道结果存储区、信号检测单元、相关器接口控制器、码产生器和内插处理单元模块； 

一快拍存储单元的输出端与数字下变频及滤波抽取单元的输入端相连接； 

一数字下变频及滤波抽取单元的输出端与并行的捕获相关器通道中的多普勒修正单元的输入端相连接；并行的捕获相关器通道中的乒乓相干累积器的输出端与切换开关的输入端相连接； 

一切换开关的输出端与内插处理单元的输入端相连接； 

一用于匹配前后部分信号速率的内插处理单元的输出端与FFT控制器的输入端相连接； 

一用于并行捕获FFT控制器的一路输入输出端与FFT引擎的输出输入端相连接；另一路的输出端与非相干累积器的输入端相连接；再一路的输入端与码产生器的输出端相连接； 

一非相干累积器的一路输入输出端与通道结果存储区的输出输入端相连接；另一路的输出端与信号检测单元的输入端相连接； 

一信号检测单元的输出端与相关器接口控制器的输入端相连接； 

一相关器接口控制器的一路输入端与跟踪通道的跟踪通道控制单元的输出端相连接；另一路的输入输出端与导航数据处理模块的输出输入端相连接。 

所述的室内定位全球定位系统接收机的并行的捕获相关器通道至少设有三路或三路以上，该每一路的捕获相关器通道包括：多普勒修正单元和乒乓相干累积器，每一路的多普勒修正单元的输出端与该路的乒乓相干累积器的输入端相连接；每一路的乒乓相干累积器的输出端与该路的切换开关的输入端相连接。 

所述的室内定位全球定位系统接收机的并行的跟踪通道至少设有三路或三路以上，该每一路的跟踪通道包括：数字下变频、导引码通道、数控振荡器、数据码通道、码产生器、双通道算法单元和跟踪通道控制单元，其中： 

一数字下变频的一路输入端与射频模块的输出端相连接；另一路的输入端与数控振荡器的输出端相连接；再一路的输出端与导引码通道和数据码通道相互并接后的输入端相连接；导引码通道和数据码通道的输出端分别与双通道算法单元的输入端相连接； 

一数控振荡器的输出端与数字下变频的输入端相连接；数控振荡器的输入端分别与码产生器的输入端和跟踪通道控制单元的输入端相互并接； 

一码产生器的一路输出端与导引码通道的输入端相连接；另一路的输出端与数据码通道的输入端相连接； 

一双通道算法单元的输入输出端与跟踪通道控制单元的一路输出输入端相连接；跟踪通道控制单元另一路的输出端分别与相关器接口控制器和各平行的每一路跟踪通道的输出端相连接。 

一种室内定位全球定位系统接收机的相关器通道设计方法，该方法通过相关器通道中的快拍存储单元、数字下变频及滤波抽取单元、并行的捕获相关器通道、切换开关、FFT控制器、并行的跟踪通道、FFT引擎、非相干累积器、通道结果存储区、信号检测单元、相关器接口控制器和内插处理单元模块，支持双模相关器通道的设计，利用伽利略Galileo系统与全球定位系统GPS中E1波段信号形式的兼容性，实现接收机同时在两个系统为双模的工作特征；接收机最初的工作从捕获开始，快拍捕获通道执行GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行伽利略Galileo信号的快速捕获；当快拍捕获通道捕获到一个GPS卫星信号之后，跟踪通道分配其中的一个进行GPS信号的实时跟踪；当跟踪通道捕获到一个Galileo卫星信号之后，分配一个跟踪通道进行Galileo信号的实时跟踪；直至搜索完毕，捕获工作结束，跟踪通道连续地跟踪两个系统的卫星信号；该双模相关器通道的具体工作步骤是： 

步骤1.开始工作 

接收机从捕获开始工作； 

步骤2.快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号 

快拍捕获通道执行GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行伽利略Galileo信号的快速捕获； 

步骤3.判断是否捕获到GPS信号 

执行完快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号模块后，则进入判断是否捕获到GPS信号模块；如果是捕获到GPS信号，则进入分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号；如果没有捕获到GPS信号，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号模块； 

步骤4.判断是否捕获到Galileo信号 

执行完分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号模块后，则进入判断是否捕获到Galileo信号模块；如果是捕获到Galileo信号，则进入分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号模块；如果没有捕获到Galileo信号，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号模块； 

步骤5.判断捕获工作是否完毕 

执行完分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号模块后，则进入判断捕获工作是否完毕模块；如果是捕获工作完毕，则进入跟踪通道连续跟踪信号模块；如果捕获工作没有完毕，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号模块； 

步骤6.跟踪通道连续跟踪信号 

执行完跟踪通道连续跟踪信号模块后，则进入结束模块； 

步骤7.结束 

整个过程结束。 

本发明的有益效果是：针对室内导航信号极其微弱的特点，本发明基于Snapshot快怕定位方法设计了一种基带相关器通道。快拍定位方法设计灵活，且与现有无线通信方式可以有效结合，比较适合于LBS服务。基于Snapshot的基带相关器通道结构，有效地结合了snapshot快怕数据存储、多普勒处理、相干积分处理、非相干积 分处理和FFT并行捕获技术，实现了接收机能够同时在两个系统为双模工作特征，提高了快速高灵敏度的定位精度，降低了硬件资源的成本和功耗等。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

附图1为本发明基带相关器通道结构示意图； 

附图2为本发明相干积分段内的比特翻转现象示意图； 

附图3为本发明图2中相关器1的输出结果的长相干积分的比特同步方法示意图； 

附图4为本发明图2中相关器2的输出结果的长相干积分的比特同步方法示意图； 

附图5为本发明图2中相关器3的输出结果的长相干积分的比特同步方法示意图； 

附图6为本发明图2中相关器4的输出结果的长相干积分的比特同步方法示意图； 

附图7为本发明二进制偏移载波调制BOC信号滤波方法示意图； 

附图8为本发明双模相关器通道工作流程方框示意图； 

附图中标号说明： 

1-射频模块； 

2-快拍存储单元； 

3-数字下变频及滤波抽取单元； 

4-捕获相关器通道；         401-多普勒修正单元； 

5-切换开关；               402-乒乓相干累积器； 

7-FFT控制器； 

8-跟踪通道；               801-数字下变频； 

9-FFT引擎；                802-导引码通道； 

10-非相干累积器；            803-数控振荡器； 

11-通道结果存储区；          804-数据码通道； 

12-信号检测单元；            805-码产生器B； 

13-相关器接口控制器；        806-双通道算法单元； 

14-导航数据处理模块；        807-跟踪通道控制单元； 

15-码产生器A；               1001-滤波器带宽； 

20-内插处理单元；            1002-BOC信号的滤波通带； 

1001-滤波器带宽； 

1002-BOC信号的滤波通带； 

1003-伽利略E1波段BOC信号的频谱； 

1004-GPS的L1波段频谱； 

3010-开始工作； 

3011-快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号； 

3012-是否捕获到GPS信号； 

3013-分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号； 

3014-是否捕获到Galileo信号； 

3015-分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号； 

3016-捕获工作是否完毕； 

3017-跟踪通道连续跟踪信号； 

3018-结束； 

具体实施方式

请参阅附图1、8所示，本发明定位系统由服务器、接口、天线、接收机、射频模块、星座、通信网络及计算机等部件组成，所述定位系统的发送端通过无线信号传输到接收机的接收端，所述接收机主要由射频模块1、导航数据处理模块14和相关器通道组成，射频模块1的输出端分别同时与相关器通道中的快拍存储单元2的输入端及各路跟踪通道8中的数字下变频801模块的输入端相连接，导航数据处理模块14的输入输出端与相关器通道中的相关器接口控制器13的输出输入端相连接；该相关器通道至少包括： 

快拍存储单元2、数字下变频及滤波抽取单元3、并行的捕获相关器通道4、切换开关5、FFT控制器7、并行的跟踪通道8、FFT引擎9、非相干累积器10、通道结果存储区11、信号检测单元12、相关器接口控制器13、码产生器A 15和内插处理单元20模块； 

一快拍存储单元2的输出端与数字下变频及滤波抽取单元3的输入端相连接； 

一数字下变频及滤波抽取单元3的输出端与并行的捕获相关器通道4中的多普勒修正单元401的输入端相连接；并行的捕获相关器通道4中的乒乓相干累积器402的输出端与切换开关5的输入端相连接； 

一切换开关5的输出端与内插处理单元20的输入端相连接； 

一用于匹配前后部分信号速率的内插处理单元20的输出端与FFT控制器7的输入端相连接； 

一用于并行捕获FFT控制器7的一路输入输出端与FFT引擎9的输出输入端相连接；另一路的输出端与非相干累积器10的输入端相连接；再一路的输入端与码产生器A 15的输出端相连接； 

一非相干累积器10的一路输入输出端与通道结果存储区11的输出输入端相连接；另一路的输出端与信号检测单元12的输入端相连接； 

一信号检测单元12的输出端与相关器接口控制器13的输入端相连接； 

一相关器接口控制器13的一路输入端与相关通道8中的跟踪通道控制单元807的输出端相连接；另一路的输入输出端与导航数据处理模块14的输出输入端相连接。 

所述的室内定位全球定位系统接收机的并行的捕获相关器通道4至少设有三路或三路以上，该每一路的捕获相关器通道4包括：多普勒修正单元401和乒乓相干累积器402，每一路的多普勒修正单元401的输出端与该路的乒乓相干累积器402的输入端相连接；每一路的乒乓相干累积器402的输出端与该路的切换开关5的输入端相连接。 

所述的室内定位全球定位系统接收机的并行的跟踪通道8至少设有三路或三路以上，该每一路的跟踪通道8包括：数字下变频801、导引码通道802、数控振荡器803、数据码通道804、码产生器B 805、双通道算法单元806和跟踪通道控制单元807，其中： 

一数字下变频801的一路输入端与射频模块1的输出端相连接；另一路的输入端与数控振荡器803的输出端相连接；再一路的输出端与导引码通道802和数据码通道804相互并接后的输入端相连接；导引码通道802和数据码通道804的输出端分别与双通道算法单元806的输入端相连接； 

一数控振荡器803的输出端与数字下变频801的输入端相连接；数控振荡器803的输入端分别与码产生器B 805的输入端和跟踪通道控制单元807的输入端相互并接； 

一码产生器B 805的一路输出端与导引码通道802的输入端相连接；另一路的输出端与数据码通道804的输入端相连接； 

一双通道算法单元806的输入输出端与跟踪通道控制单元807的一路输出输入端相连接；跟踪通道控制单元807另一路的输出端分别与相关器接口控制器13和各平行的每一路跟踪通道8的输出端相连接。 

一种室内定位全球定位系统接收机的相关器通道设计方法，该方法通过相关器通道中的快拍存储单元2、数字下变频及滤波抽取单元3、并行的捕获相关器通道4、切换开关5、FFT控制器7、并行的跟踪通道8、FFT引擎9、非相干累积器10、通道结果存储区11、信号检测单元12、相关器接口控制器13和内插处理单元20模块，支持双模相关器通道的设计，利用伽利略Galileo系统与全球定位系统GPS中E1波段信号形式的兼容性，实现接收机同时在两个系统为双模的工作特征；接收机最初的工作从捕获开始，快拍捕获通道执行GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行伽利略Galileo信号的快速捕获；当快拍捕获通道捕获到一个GPS卫星信号之后，跟踪通道分配其中的一个进行GPS信号的实时跟踪；当跟踪通道捕获到一个Galileo卫星信号之后，分配一个跟踪通道进行Galileo信号的实时跟踪；直至搜索完毕，捕获工作结束，跟踪通道连续地跟踪两个系统的卫星信号；该双模相关器通道的具体工作步骤是： 

步骤1.开始工作3010 

接收机从捕获开始工作3010； 

步骤2.快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号3011 

快拍捕获通道执行GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行伽利略Galileo信号的快速捕获； 

步骤3.判断是否捕获到GPS信号3012 

执行完快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号3011模块后，则进入判断是否捕获到GPS信号3012模块；如果是捕获到GPS信号，则进入分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号3013；如果没有捕获到GPS信号，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号3011模块； 

步骤4.判断是否捕获到Galileo信号3014 

执行完分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号3013模块后，则进入判断是否捕获到Galileo信号3014模块；如果是捕获到Galileo信号，则进入分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号3015模块；如果没有捕获到Galileo信号，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号3011模块； 

步骤5.判断捕获工作是否完毕3016 

执行完分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号3015模块后，则进入判断捕获工作是否完毕3016模块；如果是捕获工作完毕，则进入跟踪通道连续跟踪信号3017模块；如果捕获工作没有完毕，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号3011模块； 

步骤6.跟踪通道连续跟踪信号3017 

执行完跟踪通道连续跟踪信号3017模块后，则进入结束3018模块； 

步骤7.结束3018 

整个过程结束。 

本发明的系统组成与工作原理： 

针对室内导航信号极其微弱的特点，本发明基于Snapshot(快怕)定位方法设计了一种基带相关器通道。快拍定位方法设计灵活，且与现有无线通信方式可以有效结合，比较适合于基于位置的服务LBS(Location Based Servers)。基于Snapshot的基带相关器通道结构如附图1所示，它有效地结合了snapshot快怕数据存储、多普勒处理、相干积分处理、非相干积分处理和FFT并行捕获技术。 

射频模块1输出的数字中频信号同时输出给相关器通道的捕获通道与跟踪通道，捕获通道采用快拍方式捕获微弱的卫星信号，信号首先存入快拍存储单元2，然后经过数字下变频及滤波抽取单元3变成基带低速率信号，然后送入并行的捕获相关器通道，依次经过多普勒修正单元401、乒乓相干累积器402，多个捕获相关器通道的 结果通过切换开关6送给后续解相关部分，内插处理单元20匹配前后部分的信号速率，匹配好的信号送给FFT控制器7进行并行捕获，FFT控制器7、FFT引擎9对码产生器A 15的本地码信号进行FFT变换，并将结果与内插处理单元20输出信号的FFT变换结果进行乘法操作，得到并行的捕获结果。为了加强微弱信号的捕获能力，需要进行长时间的积分累积，在电文条件未知的情况下，非相干的积分十分有效，并行捕获的结果送入非相干累积器10，可以获得更好的灵敏度性能，累积的结果存贮在通道结果存储区11，当积分完毕之后，送入信号检测单元12进行过门限检测，最后将检测结果通过相关器接口控制器13送给导航数据处理模14。 

跟踪通道8的输入信号首先送入数字下变频801，该模块利用数控振荡器803的输出波形进行信号的变频处理。变频处理之后的基带信号分别送入导引码通道802与数据码通道804，这两个通道在码产生器B 805的统一调配下工作，对于类似于伽利略系统的导航信号形式，该通道能够同时跟踪导引码信道与数据码信道，充分利用导引码信道没有调制数据的优势，跟踪微弱的卫星信号。两个通道输出的结果送给双通道算法单元806进行相应处理，跟踪通道8还有一种用于伽利略系统卫星信号的快速捕获模式，该模式下双通道算法单元806对两个通道进行共轭操作，快速捕获伽利略信号。双通道算法单元806的输出结果送给跟踪通道控制单元807，跟踪通道控制单元807通过相关器接口控制器13与导航数据处理模块14连接，利用导航数据处理模块14的反馈结果控制跟踪环的正常工作。 

请参阅附图2、3、4、5、6所示，跟踪通道一般利用科斯塔环路解调数据比特，以GPS的L1频段为例，根据1毫秒的积分结果可以对比特界进行统计判决。在弱信号条件下，1毫秒的积分时间无法跟踪上信号，但是加长积分时间之后就遇到了比特界模糊的问题，而且还会影响跟踪环路的稳定。跟踪通道(8)对比特界的搜索采用新的办法，以GPS的L1频段信号实施4毫秒相干积分为例，跟踪通道(8)的积分起点分别分配在不同的毫秒起点上，这种分配可以是时间并行实施的也可以是时间串行实施，附图2为一个典型的范例，相关器1积分段在比特翻转界的前一毫秒开始积分，相关器2积分段2刚好与比特界起点一致，相关器3与相关器4依次类推，由于GPS的L1频段的数据电文周期为20毫秒，相关器3积分段与相关器4积分段在第五个积分输出结果上会受到比特翻转的影响。结果输出的例子如附图3、4、5、6所示，相关器1输出的第一个相关峰有一半能量的损失，相关器2输出的相关峰比较一致，表示对齐了比特界，相关器3的第五个相关峰损失了一半能量，相关器4第五个相关峰只剩下噪声的能量。这个例子说明，跟踪通道8将积分时间起点分配好，可以实现弱信号跟踪时的比特解调。 

请参阅附图7所示欧洲伽利略系统E1频段使用的二进制偏移载波调制(BOC：Binary Offset Carrier)信号具有精度高的优势，但是它的带宽增加了一倍，不适合于使用快拍存贮方式与FFT并行捕获技术的快速捕获通道。本发明设计接收BOC信号的最优带宽，提出如附图7所示的BOC信号滤波方法。该方法通过选择合适的滤波器带宽1001使得BOC信号的滤波通带1002包含了伽利略E1波段BOC信号的频谱1003的中间一大部分，以及GPS的L1波段频谱1004的全部，这样的设计方法使得两个系统接收机的射频前端可以完全共享，相关器通道也可以共享，控制码产生器即可实现两个系统的切换。滤波器带宽1001是关键指标，根据分析，对于4MHz带宽的伽利略E1波段BOC信号，2.8MHz～3.2MHz带宽是较优的选择。 

请参阅附图8所示，导航接收机能够同时工作在两个系统是双模接收机的特征，利用Galileo系统与GPS系统E1波段信号形式的 兼容性，相关器通道的设计可以更为灵活。附图1中的结构可以支持双模相关器通道的设计。附图8为双模相关器通道工作流程图，接收机最初的工作均是从捕获开始，快拍捕获通道负责GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行Galileo信号的快速捕获；当快拍捕获通道捕获到一个GPS卫星信号之后，跟踪通道分配其中的一个进行GPS信号的实时跟踪，当跟踪通道捕获到一个Galileo卫星信号之后，即分配一个跟踪通道进行Galileo信号的实时跟踪，直至搜索完毕，捕获工作结束，跟踪通道连续地跟踪两个系统的卫星信号。 

Claims (4)

1.一种室内定位全球定位系统接收机，该定位系统有服务器、接口、天线、接收机、星座、通信网络及计算机，所述定位系统的发送端通过无线信号传输到接收机的接收端，其特征在于：所述接收机主要由射频模块(1)、导航数据处理模块(14)和相关器通道组成，射频模块(1)的输出端分别同时与相关器通道中的快拍存储单元(2)的输入端及各路跟踪通道(8)中的数字下变频(801)模块的输入端相连接，导航数据处理模块(14)的输入输出端与相关器通道中的相关器接口控制器(13)的输出输入端相连接；该相关器通道至少包括：

快拍存储单元(2)、数字下变频及滤波抽取单元(3)、并行的捕获相关器通道(4)、切换开关(5)、FFT控制器(7)、并行的跟踪通道(8)、FFT引擎(9)、非相干累积器(10)、通道结果存储区(11)、信号检测单元(12)、相关器接口控制器(13)、码产生器A(15)和内插处理单元(20)模块；

快拍存储单元(2)的输出端与数字下变频及滤波抽取单元(3)的输入端相连接；

数字下变频及滤波抽取单元(3)的输出端与并行的捕获相关器通道(4)中的多普勒修正单元(401)的输入端相连接；并行的捕获相关器通道(4)中的乒乓相干累积器(402)的输出端与切换开关(5)的输入端相连接；

切换开关(5)的输出端与内插处理单元(20)的输入端相连接；用于匹配前后部分信号速率的内插处理单元(20)的输出端与FFT控制器(7)的输入端相连接； 

用于并行捕获的FFT控制器(7)的一路输入输出端与FFT引擎(9)的输出输入端相连接；另一路的输出端与非相干累积器(10)的输入端相连接；再一路的输入端与码产生器A(15)的输出端相连接；

非相干累积器(10)的一路输入输出端与通道结果存储区(11)的输出输入端相连接；另一路的输出端与信号检测单元(12)的输入端相连接；

信号检测单元(12)的输出端与相关器接口控制器(13)的输入端相连接；

相关器接口控制器(13)的一路输入端与跟踪通道(8)的跟踪通道控制单元(807)的输出端相连接；另一路的输入输出端与导航数据处理模块(14)的输出输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的室内定位全球定位系统接收机，其特征在于：所述的并行的捕获相关器通道(4)至少设有三路，该每一路的捕获相关器通道(4)包括：多普勒修正单元(401)和乒乓相干累积器(402)，每一路的多普勒修正单元(401)的输出端与该路的乒乓相干累积器(402)的输入端相连接；每一路的乒乓相干累积器(402)的输出端与该路的切换开关(5)的输入端相连接。

3.根据权利要求1所述的室内定位全球定位系统接收机，其特征在于：所述的并行的跟踪通道(8)至少设有三路，该每一路的跟踪通道(8)包括：数字下变频(801)、导引码通道(802)、数控振荡器(803)、数据码通道(804)、码产生器B(805)、双通道算法单元(806)和跟踪通道控制单元(807)，其中：

数字下变频(801)的一路输入端与射频模块(1)的输出端相连接；另一路的输入端与数控振荡器(803)的输出端相连接；再一路的输出端与导引码通道(802)和数据码通道(804)相互并接 后的输入端相连接；导引码通道(802)和数据码通道(804)的输出端分别与双通道算法单元(806)的输入端相连接；

数控振荡器(803)的输出端与数字下变频(801)的输入端相连接；数控振荡器(803)的输入端分别与码产生器B(805)的输入端和跟踪通道控制单元(807)的输入端相互并接；

码产生器B(805)的一路输出端与导引码通道(802)的输入端相连接；另一路的输出端与数据码通道(804)的输入端相连接；一双通道算法单元(806)的输入输出端与跟踪通道控制单元(807)的一路输出输入端相连接；跟踪通道控制单元(807)另一路的输出端分别与相关器接口控制器(13)和各并行的每一路跟踪通道(8)的输出端相连接。

4.一种室内定位全球定位系统接收机的相关器通道设计方法，其特征在于：该方法通过相关器通道中的快拍存储单元(2)、数字下变频及滤波抽取单元(3)、并行的捕获相关器通道(4)、切换开关(5)、FFT控制器(7)、并行的跟踪通道(8)、FFT引擎(9)、非相干累积器(10)、通道结果存储区(11)、信号检测单元(12)、相关器接口控制器(13)和内插处理单元(20)模块，支持双模相关器通道的设计，利用伽利略Galileo系统与全球定位系统GPS中E1波段信号形式的兼容性，实现接收机同时在两个系统为双模的工作特征；接收机最初的工作从捕获开始，快拍捕获通道执行GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行伽利略Galileo信号的快速捕获；当快拍捕获通道捕获到一个GPS卫星信号之后，跟踪通道分配其中的一个进行GPS信号的实时跟踪；当跟踪通道捕获到一个Galileo卫星信号之后，分配一个跟踪通道进行Galileo信号的实时跟踪；直至搜索完毕，捕获工作结束，跟踪通道连续地跟踪两个系统的卫星信号；该双模相关器通道的具体工作步骤是： 

步骤1.开始工作(3010) 

接收机从捕获开始工作(3010)； 

步骤2.快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号(3011) 

快拍捕获通道执行GPS信号的捕获，跟踪通道首先设置为捕获方式，利用导引码通道与数据码通道之间的共性进行伽利略Galileo信号的快速捕获； 

步骤3.判断是否捕获到GPS信号(3012) 

执行完快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号(3011)模块后，则进入判断是否捕获到GPS信号(3012)模块；如果是捕获到GPS信号，则进入分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号(3013)；如果没有捕获到GPS信号，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号(3011)模块； 

步骤4.判断是否捕获到Galileo信号(3014) 

执行完分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪GPS信号(3013)模块后，则进入判断是否捕获到Galileo信号(3014)模块；如果是捕获到Galileo信号，则进入分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号(3015)模块；如果没有捕获到Galileo信号，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号(3011)模块； 

步骤5.判断捕获工作是否完毕(3016) 

执行完分配一个跟踪通道设置为跟踪方式跟踪Galileo信号(3015)模块后，则进入判断捕获工作是否完毕(3016)模块；如果是捕获工作完毕，则进入跟踪通道连续跟踪信号(3017)模块；如果捕获工作没有完毕，则反馈进入快拍捕获通道捕获GPS信号，跟踪通道以捕获方式捕获Galileo信号(3011)模块； 

步骤6.跟踪通道连续跟踪信号(3017) 

执行完跟踪通道连续跟踪信号(3017)模块后，则进入结束(3018)模块； 

步骤7.结束(3018) 

整个过程结束。 

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