CN103383459A - 一种基于云平台的北斗接收机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云平台的北斗接收机，其由北斗终端以及云平台构成，北斗终端包括天线模块、射频前端模块、基带处理模块以及人机交互模块，射频前端模块包括前置放大单元、下变频单元以及模数转换单元，基带处理模块包括数字信号处理单元以及信号跟踪环路单元。前置放大单元放大卫星信号，得到高频模拟信号；下变频单元对高频信号变频得到中频模拟信号；模数转换单元对中频模拟信号模数转换得到数字信号；数字信号处理单元对数字信号解析得到原始信息流；信号跟踪环路单元对原始信息流解调得到导航电文；云平台根据导航电文获取定位信息，人机交互模块显示定位信息。本发明减轻了北斗接收机的数据处理量，提升了导航的实时性。

Description

一种基于云平台的北斗接收机

【技术领域】

本发明涉及卫星定位及导航技术，尤其涉及一种基于云平台的北斗接收机。

【背景技术】

北斗卫星导航系统是我国自主研发的新一代卫星导航系统，是继美国的GPS和俄罗斯的GLONASS之后第三个比较成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统可以在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度的可靠定位、导航、授时服务。现有技术中的北斗导航接收机在进行信号的接收和定位导航计算时是采用成品模块来统一集成完成的，在信息量较大的情况下，这样的设计会增加接收机处理数据的负荷，一方面对北斗接受机的硬件要求较高，另一方面导航的实时性也会受到影响。

【发明内容】

本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种基于云平台的北斗接收机。

本发明提出的基于云平台的北斗接收机由北斗终端以及云平台构成，所述北斗终端包括天线模块、射频前端模块、基带处理模块以及人机交互模块，所述射频前端模块包括前置放大单元、下变频单元以及模数转换单元，所述基带处理模块包括数字信号处理单元以及信号跟踪环路单元。其中，所述天线模块接收北斗卫星发出的卫星信号；所述前置放大单元对所述卫星信号进行放大，得到高频模拟信号；所述下变频单元对所述高频信号进行变频，得到中频模拟信号；所述模数转换单元对所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；所述数字信号处理单元对所述数字信号进行解析，得到原始信息流；所述信号跟踪环路单元基于码相与载波频移二维空间，对所述原始信息流进行解调得到导航电文；所述云平台根据所述导航电文获取定位信息，所述人机交互模块显示定位信息。

本发明提出的基于云平台的北斗接收机采用云平台统一处理若干北斗终端解调出来的导航电文，减轻了北斗接收机的数据处理量，提升了导航的实时性，同时对北斗接受机的硬件要求也相应降低，从而大大降低了北斗接收机的制作成本。此外，云平台还可基于定位信息提供各种增值服务。

【附图说明】

图1为本发明一实施例的基于云平台的北斗接收机结构图。

图2为本发明一实施例的北斗终端结构图。

图3为本发明一实施例的射频前端模块结构图。

图4为本发明一实施例的基带处理模块结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合具体实施例及附图，对本发明作进一步详细说明。应当理解，文中所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明的技术方案，而不应当理解为对本发明的限制。

本发明提供一种基于云平台的北斗接收机，如图1所示，所述基于云平台的北斗接收机由北斗终端以及云平台构成，其主要工作原理为：所述北斗终端置于待定位处（如车内），其接收北斗卫星10发出的卫星信号，云平台1000进行数据处理，最终将与用户有关的位置信息返回给所述北斗终端并展示给用户。优选地，所述北斗终端可以为多个（图1中第一北斗终端100、第二北斗终端200、……）。

下面将对本发明提出的基于云平台的北斗接收机的各个组成部分以及工作原理作进一步详细描述。

进一步地，如图2至图4所示，所述北斗终端包括：天线模块101、射频前端模块102、基带处理模块103以及人机交互模块104；所述射频前端模块102进一步包括：前置放大单元1021、下变频单元1022以及模数转换单元1023，所述基带处理模块103进一步包括数字信号处理单元1031以及信号跟踪环路单元1032。

所述天线模块101接收北斗卫星发出的卫星信号，所述卫星信号为射频信号，其包含了待定位的位置信息。一般所述卫星信号的频率大小在-120-100dB范围内，信号强度相对较弱，这时需要将接收到的所述卫星信号放大100-200dB之后才能进行后续处理，因此由前置放大单元1021对所述卫星信号进行放大，得到高频模拟信号。

下变频单元1022对所述高频信号进行变频，得到中频模拟信号，所述中频模拟信号可被用于模数转换。模数转换单元1023进一步对所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号，进而由数字信号处理单元1031对所述数字信号进行解析，得到原始信息流。优选地，数字信号处理单元1031对所述数字信号先后进行解扩、解调以及解码步骤后，得到所述原始信息流。

由于北斗卫星与所述北斗接收机之间的相对运动会产生多普勒效应，因此两者间收发的数据会出现一定的频差，并且该频差会随着时间的推移而变化，该频差不仅会引起信号信噪比下降，而且还可引起信号畸变，给信号的解析带来极大不便，因此在本发明中引入信号跟踪环路单元1032对所述原始信息流进行优化处理。具体地，信号跟踪环路单元1032在码相与载波频移二维空间中进行搜索，在码跟踪环路和载波跟踪环路的作用下，对所述原始信息流进行解调得到导航电文。优选地，信号跟踪环路单元1032基于码相与载波频移二维空间，从所述原始信息流中获取伪码距、载波相位以及多普勒频移参数，进而对所述原始信息流进行解调得到所述导航电文。

所述北斗终端通过天线模块101将所述导航电文发送至云平台1000，云平台1000根据所述导航电文获取定位信息，并将所述定位信息返回至所述北斗终端，最终由所述人机交互模块104显示所述定位信息。

优选地，所述北斗终端通过无线通信网络与云平台1000连接，其连接方式包括但不限于GPRS、3G、北斗短报文等无线通信连接协议。

优选地，云平台1000根据卫星信号的帧格式通过通信协议中的相关计算公式从所述导航电文中提取经纬度信息、海拔高度信息、速度/加速度等信息，进而获取所述定位信息，所述定位信息包括但不限于用户当前的位置信息、速度信息、时间信息等。

优选地，人机交互模块104为具有触控功能的显示屏，用于显示所述定位信息。人机交互模块104还可供用户进行其他功能选择、画面设定、语音提示等其它人机交互操作。

本发明提出的基于云平台的北斗接收机采用由北斗终端接收数据、后端云平台处理数据的设计，使得由云平台统一处理若干北斗终端解调出来的导航电文。本发明设计减轻了北斗接收机的数据处理量，提升了导航的实时性，同时对北斗接受机的硬件要求也相应降低，从而大大降低了北斗接收机的制作成本。此外，所述云平台还可根据所述定位信息对用户习惯、喜好进行分析、类聚，并向所述北斗终端推送相应的增值服务信息。

虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来解释和说明本发明的技术方案，而并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、变形、改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于云平台的北斗接收机，由北斗终端以及云平台构成，所述北斗终端包括天线模块、射频前端模块、基带处理模块以及人机交互模块，所述射频前端模块包括前置放大单元、下变频单元以及模数转换单元，所述基带处理模块包括数字信号处理单元以及信号跟踪环路单元，其中，

所述天线模块接收北斗卫星发出的卫星信号；

所述前置放大单元对所述卫星信号进行放大，得到高频模拟信号；

所述下变频单元对所述高频信号进行变频，得到中频模拟信号；

所述模数转换单元对所述中频模拟信号进行模数转换，得到数字信号；

所述数字信号处理单元对所述数字信号进行解析，得到原始信息流；

所述信号跟踪环路单元基于码相与载波频移二维空间，对所述原始信息流进行解调得到导航电文；

所述云平台根据所述导航电文获取定位信息，所述人机交互模块显示定位信息。

2.根据权利要求1所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述数字信号处理单元对所述数字信号依次进行解扩、解调以及解码，得到所述原始信息流。

3.根据权利要求1所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述信号跟踪环路单元基于码相与载波频移二维空间，从所述原始信息流中获取伪码距、载波相位以及多普勒频移参数，进而对所述原始信息流进行解调得到所述导航电文。

4.根据权利要求1所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述云平台从所述导航电文中获取经纬度信息、海拔高度信息、速度/加速度信息，从而获取所述定位信息。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述定位信息包括用户当前的位置信息、速度信息以及时间信息。

6.根据权利要求5所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述云平台根据所述定位信息向所述北斗终端推送增值服务信息。

7.根据权利要求1所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述北斗终端通过无线通信网络与所述云平台连接，连接方式为GPRS、3G、北斗短报文通信中的一种。

8.根据权利要求1所述的基于云平台的北斗接收机，其特征在于，所述人机交互模块为具有触控功能的显示屏。

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