CN104808217A - 北斗地基导航网络地面监测站及其接收机卫星捕获、跟踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种北斗地基导航网络地面监测站及其接收机卫星捕获、跟踪方法，监测接收机包括射频单元、AD采样单元、基带处理单元、信息处理单元、时钟单元和电源管理单元。本发明提供了一种监测接收机能够快速、准确地捕获伪卫星信号并快速解析出完整帧数据的北斗地基导航网络地面监测站及其接收机卫星捕获、跟踪方法，利用伪卫星或伪卫星和北斗卫星进行定位，并根据已知监测站位置计算定位误差，并将定位误差及所有原始数据反馈至运管分系统，再由运管分系统根据多台监测站上报的数据进行计算，得到伪卫星间及伪卫星与北斗系统之间的时间差，并对伪卫星系统进行时间修正，从而提升地基伪卫星增强系统的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种北斗地基导航网络地面监测站及其接收机卫星捕获、跟踪方法。
背景技术
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
北斗地基导航网络地面监测站(简称监测站)的主要目的是完成北斗地基导航网络伪卫星状态监测，利用伪卫星进行独立定位或利用伪卫星和北斗卫星进行协同定位。由于脉冲式伪卫星信号以突发的方式输出，而且不连续，对于监测接收机而言具有一定的不确定性，因此监测接收机对脉冲式伪卫星信号的捕获及跟踪难度很大。而且，监测接收机解析出完整帧数据所需的时间也变得更长，时效性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种监测接收机能够快速、准确地捕获伪卫星信号并快速解析出完整帧数据的北斗地基导航网络地面监测站及其接收机卫星捕获、跟踪方法；利用伪卫星或伪卫星和北斗卫星进行定位，并根据已知监测站位置计算定位误差，并将定位误差及所有原始数据反馈至运管分系统，再由运管分系统根据多台监测站上报的数据进行计算，得到伪卫星间及伪卫星与北斗系统之间的时间差，并对伪卫星系统进行时间修正，从而提升地基伪卫星增强系统的性能。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：北斗地基导航网络地面监测站，用于完成北斗地基导航网络伪卫星状态监测，利用伪卫星进行独立定位或利用伪卫星和北斗卫星进行协同定位，并根据已知监测站位置计算定位误差，并将定位误差及所有原始数据反馈至运管分系统，再由运管分系统根据多台监测站上报的数据进行计算，得到伪卫星间及伪卫星与北斗系统之间的时间差，并对伪卫星系统进行时间修正，从而提升地基伪卫星增强系统的性能；它包括监测接收机和监测计算机，监测接收机用于完成北斗导航卫星信号与伪卫星导航信号的捕获、跟踪和处理，并将原始数据、定位误差，以及工况信息上报给监测计算机；监测计算机用于实现对监测接收机的管理控制和数据分发，以及原始数据、定位误差和工况信息的采集、保存，并与运管分系统实现双向数据通信；
所述的监测接收机包括射频单元、AD采样单元、基带处理单元、信息处理单元、时钟单元和电源管理单元，射频单元的输入端与天线相连，射频单元的模拟中频信号输出端和采样时钟输出端分别与AD采样单元连接，射频单元的工作时钟输出端与基带处理单元连接，AD采样单元的数字中频信号输出端与基带处理单元连接，基带处理单元与信息处理单元相连接，信息处理单元与监测计算机通讯连接；所述的时钟单元为射频单元和信息处理单元提供工作时钟，电源管理单元分别为时钟单元、AD采样单元、射频单元、基带处理单元和信息处理单元提供工作电压。
所述的监测接收机由基带板、射频板、天线单元和机箱组成，基带板通过双向数据网络接口和串行接口与监测计算机连接，基带板接收外输入的1PPS信号，基带板输出监视信号；射频板接收外输入的10MHz基准信号，以及天线输出的北斗信号和伪卫星信号，射频板输出监视信号；射频板向基带板输出数字中频信号和工作时钟，基带板向射频板输出工作电压。
所述基带板的主处理单元为ARM处理器，实现网口集成芯片的读写操作和数据双向传输控制功能；完成基带处理单元的控制、基带处理后数据的采集，以及数据的解析处理，并进行定位相关解算；完成基带处理单元的控制、配置，以及测量数据、解调数据的采集；打包上报运管分系统所需要的数据。
所述基带板的基带处理单元包括主基带信号处理单元和备用基带信号处理单元，主基带信号处理单元由DSP和FPGA共同实现，一共有60个跟踪通道，实现10颗伪卫星和10颗北斗卫星信号的捕获跟踪；备用基带信号处理单元为BP2007芯片，一共有16个跟踪通道，实现北斗导航卫星基带信号的处理，用于主基带单元的北斗信号比对验证。
所述射频板的射频单元包括B1、B3射频模块和10MHz温补晶振，同时，外部也提供一个10MHz频标信号输入，由外部控制系统发送控制指令控制设备进行内外时钟的切换，为射频模块选择工作时钟；B1、B3射频模块分别接收天线输出的B1、B3北斗导航模拟射频信号和B1、B3伪卫星模拟射频信号，通过对相应射频信号进行处理，输出对应的模拟中频信号，供AD采样单元进行模数转换；
所述的B1、B3射频模块内部均包括低噪声放大器、射频混频器、中频可变增益放大器、中频混频器、中频滤波器、自动增益控制电路和两个独立的频率合成器，输出能驱动50欧姆负载的模拟中频信号和供基带部分使用的62MHz低相噪时钟信号。
北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，包括以下步骤：
S1：监测站上电后，监控接收机信息处理单元首先按照上一次保存的设置参数进行接口设置和初始化；
S2：信息处理单元进行工作状态巡检，并控制基带处理单元进行北斗卫星与伪卫星的搜索、捕获和跟踪，实时采集、处理已跟踪北斗卫星与伪卫星的观测量数据和导航电文数据；
S3：当监测计算机通过网口接收到运管分系统的定位模式指令时，监测计算机将指令下发至监测接收机，由监测接收机信息处理单元控制设备按照当前设置的定位模式及参与定位卫星号开始进行定位，得到定位结果；
S4：利用外部注入的精确监测接收机坐标计算实测定位结果的误差，并将误差上报至监测计算机，由监测计算机通过网口反馈至运管分系统。
北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，包括一个监测接收机嵌入式ARM处理步骤，包括：
1)初始化ARM启动环境；
2)读取配置参数；
3)根据配置参数初始化接口；
4)启动状态巡检，并通过网口将巡检结果上报监测计算机；
5)获取本地时间，并以本地时间初始化基带单元；
6)控制DSP开始北斗/伪卫星捕获工作；
7)控制BP2007进行北斗卫星捕获工作；
8)采集DSP上报的北斗/伪卫星相关数据和BP2007上报的北斗卫星相关数据；
9)处理采集到的数据，并将采集及处理后的数据上报；
10)循环持续步骤7～9。
北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，包括一个监测接收机嵌入式DSP处理步骤，包括：
1)初始化DSP启动环境；
2)启动状态巡检，并将巡检结果上报ARM处理器；
3)接收ARM下发的本地时间，并以此时间开始时间维持；
4)接收ARM下发的启动捕获指令，开始进行北斗/伪卫星捕获；
5)控制FPGA开始捕获北斗/伪卫星；
6)跟踪已捕获的北斗/伪卫星；
7)解调并采集已捕获北斗/伪卫星数据；
8)上报已采集数据至ARM处理器；
9)循环持续步骤5～8。
本发明的有益效果是：提供了一种监测接收机能够快速、准确地捕获伪卫星信号并快速解析出完整帧数据的北斗地基导航网络地面监测站及其接收机卫星捕获、跟踪方法，利用伪卫星或伪卫星和北斗卫星进行定位，并根据已知监测站位置计算定位误差，并将定位误差及所有原始数据反馈至运管分系统，再由运管分系统根据多台监测站上报的数据进行计算，得到伪卫星间及伪卫星与北斗系统之间的时间差，并对伪卫星系统进行时间修正，从而提升地基伪卫星增强系统的性能。
附图说明
图1为本发明监测站结构示意框图；
图2为本发明监测接收机结构示意框图；
图3为本发明监测接收机硬件组成示意图；
图4为基带板硬件结构示意框图；
图5为主基带信号处理单元结构示意框图；
图6为射频板硬件结构示意框图；
图7为本发明监测站工作流程示意图；
图8为伪卫星捕获、跟踪流程图；
图9为FFT脉冲捕获模型图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，北斗地基导航网络地面监测站，用于完成北斗地基导航网络伪卫星状态监测，利用伪卫星进行独立定位或利用伪卫星和北斗卫星进行协同定位，并根据已知监测站位置计算定位误差，并将定位误差及所有原始数据反馈至运管分系统，再由运管分系统根据多台监测站上报的数据进行计算，得到伪卫星间及伪卫星与北斗系统之间的时间差，并对伪卫星系统进行时间修正，从而提升地基伪卫星增强系统的性能；它包括监测接收机和监测计算机，监测接收机用于完成北斗导航卫星信号与伪卫星导航信号的捕获、跟踪和处理，并将原始数据、定位误差，以及工况信息上报给监测计算机；监测计算机用于实现对监测接收机的管理控制和数据分发，以及原始数据、定位误差和工况信息的采集、保存，并与运管分系统实现双向数据通信。
如图2所示，所述的监测接收机包括射频单元、AD采样单元、基带处理单元、信息处理单元、时钟单元和电源管理单元，射频单元的输入端与天线相连，射频单元的模拟中频信号输出端和采样时钟输出端分别与AD采样单元连接，射频单元的工作时钟输出端与基带处理单元连接，AD采样单元的数字中频信号输出端与基带处理单元连接，基带处理单元与信息处理单元相连接，信息处理单元与监测计算机通讯连接；所述的时钟单元为射频单元和信息处理单元提供工作时钟，电源管理单元分别为时钟单元、AD采样单元、射频单元、基带处理单元和信息处理单元提供工作电压。
监测接收机整体构成一个完整的机箱。机箱前面板为工况显示板，实时提供内部各单元模块的工况显示指示，机箱后面为信号接入，实现监测站与其他子系统的信号连接接口；考虑到在机箱后面进行信号连接时的需要，在机箱后也提供工况显示指示。
如图3所示，所述的监测接收机由基带板、射频板、天线单元和机箱组成，基带板通过双向数据网络接口和串行接口与监测计算机连接，基带板接收外输入的1PPS信号，基带板输出监视信号；射频板接收外输入的10MHz基准信号，以及天线输出的北斗信号和伪卫星信号，射频板输出监视信号；射频板向基带板输出数字中频信号和工作时钟，基带板向射频板输出工作电压。
图中，1：与监测计算机双向数据网络接口和串行接口；
2：外输入到射频板的10MHz基准信号；
3：外输入到基带板的1PPS信号；
4：天线输出到射频板的北斗信号和伪卫星信号；
5a：外部适配器输入12V/2A直流电源；
5b：开关到基带板电源管理单元电源线；
5c：恢复出厂设置键到基带板连接线；
6a：射频板到基带板的数字中频信号；
6b：射频板到基带板的工作时钟；
7：基带板到射频板的工作电压；
8：射频单元输出的监视信号；
9：基带板输出的监视信号。
基带板通过网络接口实现与监测计算机之间的双向数据传输。基带板一方面接收来自监测计算机的控制指令和配置参数，实现指定卫星指定信号的搜索、捕获与跟踪，并完成工况信息、原始导航电文数据、观测量等数据的收集，以及对这些数据进行处理与计算，得到定位差，将观测量数据、原始导航电文、测量结果和工况信息等数据分别打包上报；另一方面，基带板接收来自射频板的数字中频信号，基带处理单元对数字信号进行处理，包括：捕获、跟踪、观测量及载噪比测量等。除此之外，基带处理单元还具有外输入1PPS时标信号接口，基带处理单元通过对时标信号的对比，修正本地的时钟。另外，基带板还提供两路串行数据接口，其中一路用于调试信息输出；另一路作为备用接口。
射频板接收来自天线单元的射频信号，完成信号的模拟下变频和放大，以满足ADC的量化要求，并由AD采样单元进行模数转换，为基带板提供数字中频信号。除此之外，射频板提供1路10MHz频标信号输入接口，实现与外部时钟同步的功能。
天线单元接收北斗导航信号和伪卫星信号，并将模拟射频信号进行放大传递给射频板。
基带板主要负责北斗导航信号和伪卫星信号的基带信号处理，以及后续的计算处理。基带板一方面通过与射频板间的连接器，接收射频板传递过来的数字中频信号，由基带单元进行进一步的处理工作；另一方面，基带板通过网口和串口实现与监测计算机之间的数据传输。其中，网口是监测接收机正常运行时，与监测计算机之间进行数据通信的接口；串口是监测接收机进行调试时，用于输出调试信息，监视设备运行情况时使用。基带板硬件结构如图4所示。基带板需要接收的数据如表1所示：
表1
所述基带板的主处理单元为ARM处理器，实现网口集成芯片的读写操作和数据双向传输控制功能；完成基带处理单元的控制、基带处理后数据的采集，以及数据的解析处理，并进行定位相关解算；完成基带处理单元的控制、配置，以及测量数据、解调数据的采集；打包上报运管分系统所需要的数据。
ARM处理器选择三星公司的S3C6410系列处理器，具有片外两组独立访问接口，设计中配置其中一组为ARM总线A，另一组为ARM总线B，片上处理时钟频率532MHz。ARM总线A上外挂一片Flash，其容量为256Mx8bit，将其分为两大区域，分别是代码区(只读)和数据区(可读写)，用于程序和数据的保存；ARM总线B上外挂两片容量为32Mx8bit的RAM，为程序的运行提供支持。
通过网口集成芯片W5100实现与外部设备或系统的以太网双向数据交换，W5100通过ARM总线A与ARM连接，采用中断机制实现通信，协议采用TCP/IP，监测接收机配置为客户端设备。
ARM处理器自带的RTC模块为设备提供守时保证，并由ARM统一配置基带单元的时钟，保证设备时钟的统一。
ARM处理器通过ARM总线A与备用基带信号处理单元BP2007进行双向通信，对BP2007进行控制与配置，以及采集BP2007上报的测量数据。另外，ARM处理器通过SPI实现与主基带处理单元中的双向通信，将以太网下发的数据及指令转发给DSP。同时，DSP通过SPI将其采集的数据传递给ARM，由ARM进行统一计算、保存和上传。
所述基带板的基带处理单元包括主基带信号处理单元和备用基带信号处理单元，主基带信号处理单元由DSP和FPGA共同实现，一共有60个跟踪通道，实现10颗伪卫星和10颗北斗卫星信号的捕获跟踪；备用基带信号处理单元为BP2007芯片，一共有16个跟踪通道，实现北斗导航卫星基带信号的处理，用于主基带单元的北斗信号比对验证。
FPGA采用Xilinx Spartan-6系列器件，主要负责载波、伪码的相关处理和时频信号的处理，并将相关结果告诉DSP，由DSP进行北斗卫星、伪卫星信号的捕获、跟踪判断，以及载波频率、载波相位、码相位和码多普勒的微调，并进行数据的解调和后续的处理。
DSP处理器选用TI公司的TMS64XX系列处理器，具有片外两组独立访问接口，在设计中配置其中一组为DSP总线A，另一组配置为DSP总线B，片上处理时钟频率600MHz，4800MIPS，片上具有1Mx8bit高速存储体，用于程序的运行和数据的暂存；DSP总线B上外挂一片Flash，选用AM29LV800B，容量1Mx8bit，读取时钟70ns，它为DSP处理器提供启动加载支持，实现程序加载后，程序运行转入RAM程序段运行。同时，程序运行过程中，一些需要保存的数据也将保存在Flash中。
DSP处理器通过DSP总线A实现与FPGA的双向通信，进行控制数据、配置参数的数据分发；完成工况参数、响应信息的收集等。
主基带信号处理单元结构如图5所示。
射频板主要负责北斗导航信号和伪卫星信号的射频信号处理，以及模数转换。射频单元接收天线输出的射频信号，将射频信号进行下变频处理，再由AD转换单元对其进行数字化处理为基带板提高数字中频信号。射频板硬件构成如图6所示。
射频板的射频单元包括B1、B3射频模块和10MHz温补晶振，同时，外部也提供一个10MHz频标信号输入，由外部控制系统发送控制指令控制设备进行内外时钟的切换，为射频模块选择工作时钟；B1、B3射频模块分别接收天线输出的B1、B3北斗导航模拟射频信号和B1、B3伪卫星模拟射频信号，通过对相应射频信号进行处理，输出对应的模拟中频信号，供AD采样单元进行模数转换。
射频模块内部集成由低噪声放大器(LNA)、射频混频器(RF Mixer)、中频可变增益放大器(IF VGA)、中频混频器(IF Mixer)、中频滤波器(IF Filter)、自动增益控制电路(AGC)和两个独立的频率合成器(PLL)等功能单元。输出能驱动50欧姆负载的模拟中频信号和供基带部分使用的62MHz低相噪时钟信号。
AD采样单元根据实际需要，选用具有双通道采样的AD9288进行模数转换。分别将北斗/伪卫星的B1、B3频点对应模拟中频信号进行数字化转换，将其转换成对应的数字中频信号输出，供基带板上的基带处理单元进行相应处理。在数字转换过程中，将通道的高4位转换结果输出至备用基带处理芯片，将通道的8位转换结果输出至主基带处理单元。
为了尽可能的降低多径对测量结果的影响，在天线选型方面考虑选用具有抗多径功能的定向天线，每套设备配多个定向天线与一个水平全向、垂直半球的普通天线。
监测接收机机箱采用优质铝合金仪器机箱，表面喷塑处理，提高了仪器表面的耐磨强度及质感，增加了设备的使用强度；下方的支架增加了设备摆放的平稳性、防滑性。
监测接收机的前面板包括：一个电源开关、一个复位小孔和几个信号灯。电源开关控制设备的电源开和断；复位小孔用于复位设备，使设备恢复到出厂设置，复位小孔的设计是为了防止使用人员不小心碰触到此按钮；信号灯是为了显示设备内部的一些工作状态。
监测接收机的后面板包括：一个电源插孔、一个网口、两个串口和六个SMA接头。电源插孔为设备的电源输入口，其输入电压为12V/2A的直流电；网口用于与监测计算机进行通信；两个串口用于设备输出一些调试信号，方便设备的调试使用；6个SMA接头中两个为B1、B3频点射频信号输入口与天线连接，一个10MHz信号输入，一个1PPS信号输入，两个1PPS信号输出。
监测接收机的两个侧面板上设计有出风和进风口，用于设备散热。在机箱内的一侧安装风扇，为设备内部进行降温，使设备能够更加持久的工作。
如图7所示，北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，包括以下步骤：
S1：监测站上电后，监控接收机信息处理单元首先按照上一次保存的设置参数进行接口设置和初始化；
S2：信息处理单元进行工作状态巡检，并控制基带处理单元进行北斗卫星与伪卫星的搜索、捕获和跟踪，实时采集、处理已跟踪北斗卫星与伪卫星的观测量数据和导航电文数据；
S3：当监测计算机通过网口接收到运管分系统的定位模式指令时，监测计算机将指令下发至监测接收机，由监测接收机信息处理单元控制设备按照当前设置的定位模式及参与定位卫星号开始进行定位，得到定位结果；
S4：利用外部注入的精确监测接收机坐标计算实测定位结果的误差，并将误差上报至监测计算机，由监测计算机通过网口反馈至运管分系统。
北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，包括一个监测接收机嵌入式ARM处理步骤，包括：
1)初始化ARM启动环境；
2)读取配置参数；
3)根据配置参数初始化接口；
4)启动状态巡检，并通过网口将巡检结果上报监测计算机；
5)获取本地时间，并以本地时间初始化基带单元；
6)控制DSP开始北斗/伪卫星捕获工作；
7)控制BP2007进行北斗卫星捕获工作；
8)采集DSP上报的北斗/伪卫星相关数据和BP2007上报的北斗卫星相关数据；
9)处理采集到的数据，并将采集及处理后的数据上报；
10)循环持续步骤7～9。
北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，包括一个监测接收机嵌入式DSP处理步骤，包括：
1)初始化DSP启动环境；
2)启动状态巡检，并将巡检结果上报ARM处理器；
3)接收ARM下发的本地时间，并以此时间开始时间维持；
4)接收ARM下发的启动捕获指令，开始进行北斗/伪卫星捕获；
5)控制FPGA开始捕获北斗/伪卫星；
6)跟踪已捕获的北斗/伪卫星；
7)解调并采集已捕获北斗/伪卫星数据；
8)上报已采集数据至ARM处理器；
9)循环持续步骤5～8。
伪卫星捕获、跟踪大致流程如图8所示。由于伪卫星信号为脉冲式信号，而串行脉冲捕获方法的缺点主要在于码相位搜索区域过大，捕获时间长，其运算复杂度为O(L2)，相比较而言，FFT方法的运算复杂度为O(Llog2L)。为了提高搜索效率，考虑采用分段并行FFT相关算法对所有时隙进行搜索，其原理如图9所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.北斗地基导航网络地面监测站，用于完成北斗地基导航网络伪卫星状态监测，利用伪卫星进行独立定位或利用伪卫星和北斗卫星进行协同定位，并根据已知监测站位置计算定位误差，并将定位误差及所有原始数据反馈至运管分系统，再由运管分系统根据多台监测站上报的数据进行计算，得到伪卫星间及伪卫星与北斗系统之间的时间差，并对伪卫星系统进行时间修正，从而提升地基伪卫星增强系统的性能；其特征在于：它包括监测接收机和监测计算机，监测接收机用于完成北斗导航卫星信号与伪卫星导航信号的捕获、跟踪和处理，并将原始数据、定位误差，以及工况信息上报给监测计算机；监测计算机用于实现对监测接收机的管理控制和数据分发，以及原始数据、定位误差和工况信息的采集、保存，并与运管分系统实现双向数据通信；
所述的监测接收机包括射频单元、AD采样单元、基带处理单元、信息处理单元、时钟单元和电源管理单元，射频单元的输入端与天线相连，射频单元的模拟中频信号输出端和采样时钟输出端分别与AD采样单元连接，射频单元的工作时钟输出端与基带处理单元连接，AD采样单元的数字中频信号输出端与基带处理单元连接，基带处理单元与信息处理单元相连接，信息处理单元与监测计算机通讯连接；所述的时钟单元为射频单元和信息处理单元提供工作时钟，电源管理单元分别为时钟单元、AD采样单元、射频单元、基带处理单元和信息处理单元提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的北斗地基导航网络地面监测站，其特征在于：所述的监测接收机由基带板、射频板、天线单元和机箱组成，基带板通过双向数据网络接口和串行接口与监测计算机连接，基带板接收外输入的1PPS信号，基带板输出监视信号；射频板接收外输入的10MHz基准信号，以及天线输出的北斗信号和伪卫星信号，射频板输出监视信号；射频板向基带板输出数字中频信号和工作时钟，基带板向射频板输出工作电压。
3.根据权利要求2所述的北斗地基导航网络地面监测站，其特征在于：所述基带板的主处理单元为ARM处理器，实现网口集成芯片的读写操作和数据双向传输控制功能；完成基带处理单元的控制、基带处理后数据的采集，以及数据的解析处理，并进行定位相关解算；完成基带处理单元的控制、配置，以及测量数据、解调数据的采集；打包上报运管分系统所需要的数据。
4.根据权利要求2所述的北斗地基导航网络地面监测站，其特征在于：所述基带板的基带处理单元包括主基带信号处理单元和备用基带信号处理单元，主基带信号处理单元由DSP和FPGA共同实现，一共有60个跟踪通道，实现10颗伪卫星和10颗北斗卫星信号的捕获跟踪；备用基带信号处理单元为BP2007芯片，一共有16个跟踪通道，实现北斗导航卫星基带信号的处理，用于主基带单元的北斗信号比对验证。
5.根据权利要求2所述的北斗地基导航网络地面监测站，其特征在于：所述射频板的射频单元包括B1、B3射频模块和10MHz温补晶振，同时，外部也提供一个10MHz频标信号输入，由外部控制系统发送控制指令控制设备进行内外时钟的切换，为射频模块选择工作时钟；B1、B3射频模块分别接收天线输出的B1、B3北斗导航模拟射频信号和B1、B3伪卫星模拟射频信号，通过对相应射频信号进行处理，输出对应的模拟中频信号，供AD采样单元进行模数转换；
所述的B1、B3射频模块内部均包括低噪声放大器、射频混频器、中频可变增益放大器、中频混频器、中频滤波器、自动增益控制电路和两个独立的频率合成器，输出能驱动50欧姆负载的模拟中频信号和供基带部分使用的62MHz低相噪时钟信号。
6.北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：监测站上电后，监控接收机信息处理单元首先按照上一次保存的设置参数进行接口设置和初始化；
S2：信息处理单元进行工作状态巡检，并控制基带处理单元进行北斗卫星与伪卫星的搜索、捕获和跟踪，实时采集、处理已跟踪北斗卫星与伪卫星的观测量数据和导航电文数据；
S3：当监测计算机通过网口接收到运管分系统的定位模式指令时，监测计算机将指令下发至监测接收机，由监测接收机信息处理单元控制设备按照当前设置的定位模式及参与定位卫星号开始进行定位，得到定位结果；
S4：利用外部注入的精确监测接收机坐标计算实测定位结果的误差，并将误差上报至监测计算机，由监测计算机通过网口反馈至运管分系统。
7.根据权利要求6所述的北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，其特征在于：它包括一个监测接收机嵌入式ARM处理步骤，包括：
1）初始化ARM启动环境；
2）读取配置参数；
3）根据配置参数初始化接口；
4）启动状态巡检，并通过网口将巡检结果上报监测计算机；
5）获取本地时间，并以本地时间初始化基带单元；
6）控制DSP开始北斗/伪卫星捕获工作；
7）控制BP2007进行北斗卫星捕获工作；
8）采集DSP上报的北斗/伪卫星相关数据和BP2007上报的北斗卫星相关数据；
9）处理采集到的数据，并将采集及处理后的数据上报；
10）循环持续步骤7~9。
8.根据权利要求6所述的北斗地基导航网络地面监测站接收机卫星捕获、跟踪方法，其特征在于：它包括一个监测接收机嵌入式DSP处理步骤，包括：
1）初始化DSP启动环境；
2）启动状态巡检，并将巡检结果上报ARM处理器；
3）接收ARM下发的本地时间，并以此时间开始时间维持；
4）接收ARM下发的启动捕获指令，开始进行北斗/伪卫星捕获；
5）控制FPGA开始捕获北斗/伪卫星；
6）跟踪已捕获的北斗/伪卫星；
7）解调并采集已捕获北斗/伪卫星数据；
8）上报已采集数据至ARM处理器；
9）循环持续步骤5~8。
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