CN105319563B - 一种北斗卫星信号的接收系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种北斗卫星信号接收系统和方法，其适用于现有的GPS接收设备，包括接收北斗信号的北斗卫星接收天线、解算北斗信号的北斗导航定位模块、提供同步时钟的PLL时钟同步模块、计算可见GPS卫星信号信息的星历计算模块、模拟多个单个可见GPS卫星的信号的GPS卫星信号发生器模块和将多个单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号的信号合成模块。其中，GPS卫星信号发生器模块包括多个GPS卫星信号发生器。本发明是对现有GPS接收设备的升级和改造，使得现有GPS接收设备能够直接接收北斗卫星信号。本发明最大可能地保留了现有GPS接收设备，增加了现有GPS接收设备的兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及北斗导航系统的卫星信号的接收系统和方法，特别是涉及一种利用现有的GPS接收设备接收北斗卫星信号的接收系统和方法。
背景技术
随着人们活动空间的扩大，对位置服务和时间服务的需求也越来越多。目前可提供位置服务和时间服务的有美国的全球定位系统GPS(Global Positioning System)、俄罗斯的格洛纳斯系统GLONASS(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)、欧洲的Galileo导航卫星系统和中国的北斗导航系统；其中比较成熟的是美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统，中国的北斗系统目前也初步具备了提供位置服务和时间服务的条件。
随着现代通信技术的发展，位置服务和时间服务越来越重要。无论是在位置服务还是时间服务上，美国的GPS全球定位系统均得到了广泛放的应用。因此，目前大多数的导航和授时设备采用的均为美国的GPS全球定位系统，虽然美国承诺将永远无间断地提供民用导航信号，但是一旦出现紧急情况，美国区域停止导航信号的播发或者在信号中加入干扰，其影响将是极其严重的。届时，采用GPS系统作为主要授时手段的电力系统、金融证券系统、移动通信系统以及依赖GPS系统位置服务的各种导航终端，均会发生因为无法获得准确的信号而工作混乱甚至停止工作，会给国家安全带来灾难性的影响。
因此，对于后续建成的北斗系统如何兼容原有GPS接收机就成了当务之急的任务，全部更换原有GPS设备成本过于高昂，且随着设备的更换，会带来一定的风险。
目前，已有导航芯片公司将GPS、GLONASS甚至北斗导航系统集成进一颗芯片内部，完成其GPS、GLONASS和北斗导航系统之间的兼容。但是，对于现有的非北斗兼容的GPS接收设备如何进行升级以支持北斗卫星系统，仍然未提供可行的解决方案。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种北斗卫星信号接收系统和方法，用于解决现有技术中GPS接收设备无法兼容接收北斗导航系统的卫星信号的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种北斗卫星信号接收系统，适用于GPS接收设备，包括：北斗卫星接收天线、北斗导航定位模块、PLL时钟同步模块、星历计算模块、信号合成模块和GPS卫星信号发生器模块。所述北斗卫星接收天线接收北斗卫星信号；所述北斗导航定位模块的输入端与北斗卫星接收天线连接，用于解算所述北斗卫星信号，并输出导航定位信息和秒脉冲信息；所述PLL时钟同步模块的输入端与所述北斗导航定位模块的输出端连接，输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接，用于为所述北斗卫星信号接收系统提供同步时钟；所述星历计算模块的输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接；用于根据所述导航定位信息计算可见GPS卫星信号信息；所述GPS卫星信号发生器模块的输出端与所述信号合成模块的输入端连接；且所述GPS卫星信号发生器模块包括多个GPS卫星信号发生器，所述GPS卫星信号发生器用于根据所述可见GPS卫星信号信息和所述同步时钟模拟一个单个可见GPS卫星的信号；所述信号合成模块的输出端与所述GPS接收设备的输入端连接；用于将所述GPS卫星信号发生器模块模拟出的多个所述单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号，并发送给所述GPS接收设备；所述GPS接收设备用于接收所述虚拟GPS卫星信号。
优选地，所述导航定位信息满足NEMA-0183协议。
优选地，所述秒脉冲信息为1PPS秒脉冲信号。
优选地，所述PLL时钟同步模块根据所述1PPS秒脉冲信号提供的所述同步时钟为10.23MHz。
优选地，所述星历计算模块内置有GPS卫星轨道信息和GPS卫星的编号信息；所述可见GPS卫星信号信息是根据所述GPS卫星轨道信息和所述导航定位信息计算出的。
优选地，所述可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导航电文信息。
优选地，所述GPS卫星信号发生器模块模拟的所述单个可见GPS卫星的信号的数量与所述可见GPS卫星数量一致。
优选地，所述GPS卫星信号发生器模块包括至少4个GPS卫星信号发生器。
优选地，所述GPS卫星信号发生器模块包括12个GPS卫星信号发生器。
本发明还公开了一种北斗卫星信号接收方法，适用于GPS接收设备，包括：步骤一，北斗卫星接收天线接收北斗卫星信号，北斗导航定位模块解算所述北斗卫星信号，并输出导航定位信息和秒脉冲信息；步骤二，根据所述导航定位信息，星历计算模块计算出可见GPS卫星信号信息；步骤三，GPS卫星信号发生器模块根据所述可见GPS卫星信号信息模拟多个单个可见GPS卫星的信号；步骤四，信号合成模块将所述GPS卫星信号发生器模块模拟的多个所述单个可见GPS卫星信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号；步骤五，所述GPS接收设备接收所述信号合成模块合成的所述虚拟GPS卫星信号。
优选地，所述步骤二还包括：PLL时钟同步模块根据所述秒脉冲信息产生同步时钟。
优选地，所述同步时钟为10.23MHz。
优选地，所述可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导航电文信息。
优选地，所述GPS卫星信号发生器模块模拟的所述单个可见GPS卫星的信号的数量与所述可见GPS卫星数量一致。
本发明的一种北斗卫星信号接收系统和方法，是对现有的GPS接收设备的升级和改造，最大可能地保留现有的GPS接收设备。而且，本发明仅仅通过将原GPS接收设备的外置卫星天线替换为本发明的接收系统，使现有的GPS接收设备转换为能够直接接收北斗卫星信号。如上所述，本发明是对现有的GPS接收设备的升级和改造，最大可能地保留了现有的GPS接收设备，增加了现有GPS接收设备的兼容性。
附图说明
图1显示为本发明实施例公开的一种北斗卫星信号接收系统的结构示意图。
图2显示为本发明实施例公开的一种北斗卫星信号接收方法的流程图。
图3显示为本发明实施例公开的GPS卫星信号发生器的单个可见GPS卫星的信号模拟示意图。
元件标号说明
100 北斗卫星信号接收系统
110 北斗卫星接收天线
120 北斗导航定位模块
130 PLL时钟同步模块
140 星历计算模块
150 GPS卫星信号发生器模块
151 GPS卫星信号发生器
160 信号合成模块
200 GPS接收设备
S21～S25 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图3需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
本实施例公开了一种北斗卫星信号接收系统100，北斗卫星信号接收系统100是对现有GPS接收设备200的改进，使得GPS接收设备200兼容接收北斗卫星信号，具体如图1所示。北斗卫星信号接收系统100包括北斗卫星接收天线110、北斗导航定位模块120、PLL(Phase Locked Loop，锁相环)时钟同步模块130、星历计算模块140、GPS卫星信号发生器模块150和信号合成模块160。GPS卫星信号发生器模块150包括多个GPS卫星信号发生器151。
北斗导航定位模块120的输入端与北斗卫星接收天线110的输出端连接，在本实施例中，北斗导航定位模块120与北斗卫星接收天线110通过SMA(Small A Type，一种微波高频连接头)接头连接；北斗导航定位模块120输出端与PLL时钟同步模块130输入端和星历计算模块140的输入端连接；PLL时钟同步模块130的输出端分别与GPS卫星信号发生器模块150内的多个GPS卫星信号发生器151的时钟输入端连接；星历计算模块140的输出端分别与GPS卫星信号发生器模块150内的多个GPS卫星信号发生器151的输入端连接；GPS卫星信号发生器151的输出端连接信号合成模块160的输入端；信号合成模块160的输出端与GPS接收设备200的输入端(天线接口)连接。
北斗卫星接收天线110接收北斗卫星信号，并通过SMA接头传输给北斗导航定位模块在本实施例中，北斗卫星接收天线110采用佳邦科技的兼容GPS卫星和北斗卫星的有源天线，型号为GPSBNSS10D-S3-0011-A。
北斗导航定位模块120解算北斗卫星信号，并输出导航定位信息给星历计算模块140，秒脉冲信息，即1PPS的秒脉冲信号，给PLL时钟同步模块130。北斗导航定位模块120采用标准的北斗导航模块，其输出的导航定位信息满足NEMA0183协议。在本实施例中采用北京国翼恒达导航科技有限公司的GYM-1010-B北斗导航模块，GYM-1010-B北斗导航模块输出波特率可调的导航定位信息和1PPS的时间脉冲信号。
PLL时钟同步模块130是根据北斗导航定位模块120输出的1PPS的秒脉冲信号，经过PLL时钟同步模块130内部的压控晶体振荡器，完成PLL锁定后，准确的输出同步时钟。由于本实施例是适用于现有的GPS接收设备的，而且GPS信号的基准频率是10.23MHz，所以PLL时钟同步模块130根据1PPS的秒脉冲信息最后输出的同步时钟是10.23MHz。
星历计算模块140接收北斗导航定位模块120输出的满足NEMA0183协议的导航定位信息。星历计算模块140内部包括存储装置，存储装置存储了所有GPS卫星轨道的信息和GPS卫星的编号信息。根据北斗导航定位模块120提供的导航定位信息中的时刻信息，利用存储装置内存储的GPS卫星轨道的信息，计算出所有GPS卫星的位置和速度。根据北斗导航定位模块120提供的导航定位信息中的位置信息，计算每颗GPS卫星相对接收机的仰角，以判断GPS卫星的可见性。其中，可见性是针对本发明的适用于现有的GPS接收设备的北斗卫星信号接收系统提出的，接收系统在同一时刻可接收多个可见GPS卫星。在本实施例中，用可见GPS卫星数量表示本发明的接收系统在同一时刻接收的可见GPS卫星的数量。可见GPS卫星的判断标准为地平线以上5°。对于每一个可见GPS卫星，计算出可见GPS卫星与接收系统的距离和导航电文信息等。其中，可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导航电文信息。
GPS卫星信号发生器模块150包括至少4个GPS卫星信号发生器151，现在GPS系统使用的是美国的24颗卫星，GPS接收设备在同一时刻可同时接收到至少来自4颗不同的GPS卫星的信号，最多能够同时接收12颗GPS卫星的信号，所以在本实施例中，GPS卫星信号发生器模块150包括12个GPS卫星信号发生器151，这样充分满足了最大可见GPS卫星信号的模拟。根据星历计算模块140计算得到的可见GPS卫星信号信息和PLL时钟同步模块130提供的GPS信号的基准频率10.23MHz，GPS卫星信号发生器模块150模拟多个单个可见GPS卫星的信号，单个可见GPS卫星的信号的数量与可见GPS卫星数量一致。其中，一个GPS卫星信号发生器151只能模拟出一个单个可见GPS卫星的信号。
信号合成模块160将GPS卫星信号发生器模块150模拟出的多个单个可见GPS卫星的信号进行合成，得到一个完整的虚拟GPS卫星信号，该完虚拟GPS卫星信号包括了接收系统同时可见的多个GPS卫星的信号
GPS接收设备200接收信号合成模块合成的虚拟GPS卫星信号。
实施例二：
如图2所示，本实施例的北斗卫星信号接收方法是使用现有的GPS接收设备接收北斗卫星信号，具体包括：
步骤一S21，北斗卫星接收天线接收北斗卫星信号，北斗导航定位模块解算北斗卫星信号，并输出导航定位信息和1PPS的秒脉冲信息。
步骤二S22，星历计算模块根据导航定位和内置存储的GPS卫星轨道信息计算出可见GPS卫星信号信息；PLL时钟同步模块根据1PPS的秒脉冲信号输出同步时钟10.23MHz：
星历计算模块内部存储了所有GPS卫星轨道的信息和GPS卫星的编号信息。根据北斗导航定位模块提供的导航定位信息中的时刻信息，利用存储的GPS卫星轨道的信息，计算出所有GPS卫星的位置和速度。根据北斗导航定位模块提供的导航定位信息中的位置信息，计算每颗GPS卫星相对接收机的仰角，以判断GPS卫星的可见性。在本实施例中，可见GPS卫星的判断标准为地平线以上5°。对于每一个可见GPS卫星，计算出可见GPS卫星与接收系统的距离和导航电文信息等。其中，可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导航电文信息。
步骤三S23，GPS卫星信号发生器模块根据可见GPS卫星信号信息和同步时钟模拟出多个单个可见GPS卫星信号：一个GPS卫星信号发生器模拟一个单个可见GPS卫星信号，GPS卫星信号发生器模块模拟出的单个可见GPS卫星的信号的数量与可见GPS卫星数量相同。
在本实施例中，根据对应的可见GPS卫星信号信息，GPS卫星信号发生器是按照如图3所示的方法模拟单个可见GPS的卫星信号的：
1)生成L1载波：
GPS卫星发送的GPS信号采用L波段的两种载频作载波：L1载波和L2载波。L1载波和L2载波的频率由扩频码和导航电文所调制，但内容有些不同。其中，L1频率为1575.42MHz，L2频率为1227.6MHz。所有的GPS卫星均在这两个载波频率上同时发射卫星信号，但由于伪随机码调制不同，因此并不会产生明显的相互干扰。
L1载波：fL1＝154×f0＝1575.42MHz，波长λ1＝19.032cm；
L2载波：fL2＝120×f0＝1227.6MHz，波长λ2＝24.42cm。
其中f0＝10.23MHz，是GPS信号的基准时钟频率。
GPS信号不仅包括L1载波上的卫星信号，还包括L2载波上的卫星信号。如果既模拟L1载波上的卫星信号，也模拟L2载波上的卫星信号，是可以进一步提高系统模拟信号的精度。但是，目前由于仅模拟L1载波上的卫星信号即可满足要求。因此在本实施例中，仅对L1载波上的卫星信号进行模拟；但是，本实施例并不仅适用于模拟L1载波上的卫星信号，还可以模拟L2载波上的卫星信号。
在L1载波上，设第j颗GPS卫星在t时刻(GPS系统时间)发射的信号为：
式中，Ap和Ac表示信号P码和C/A码的幅度，Pj(t)表示卫星发射的伪随机噪声码P码；Cj(t)表示卫星发射的伪随机噪声码C/A码；Dj(t)表示信号上调制的导航信息；ωL1表示L1载波角频率；τj表示时间误差，包括接收系统相对GPS系统的时钟偏差和信号传输延时等；表示第j颗卫星的初相，为分析方便，设定为保证无论何时何地GPS用户都能够进行准确定位，相对于用户仰角大于5°视为可见卫星，在同一时刻接收机可同时接收到至少来自4颗不同的GPS卫星的信号，最多能够同时接收到12颗GPS卫星的信号。在本实施例中，Ap和Ac的信号幅度相同，可以统一表示为Aj，上式可简化为：
Sj(t)＝AjPj(t-τj)Dj(t-τj)cos[ωL1(t-τj)]+AjCj(t-τj)Dj(t-τj)sin[ωL1(t-τj)]。
2)生成C/A码：
GPS的C/A码是Gold码，序列长度为1023位。C/A码是由两个10级反馈移位寄存器构成的G码产生。在1.023MHZ下，2个10级反馈移位寄存器分别产生码长为1023bit，周期为1ms的2个M序列G1和G2。G2序列经过相位选择器，输入一个与G2平移等价的M序列，然后与G1模二相加，得到C/A码。M序列G1和G2的特征多项式为：
G1(x)＝1+x3+x10；
G2(x)＝1+x2+x3+x6+x8+x9+x10。
GPS卫星上的基准频率10.23MHz经频率综合，向移位寄存器提供一个1.023MHz的时钟脉冲。由于G1和G2的码长均为1023bit，由此产生的Gold码的码长仍为1023bit，周期为1ms；C/A码由卫星编码(由星历计算模块计算得到)决定的G2码选择器和初相值，在统一的时钟驱动下，根据初相值、G1、G2的不同抽头方式，即可计算出相应的C/A编码。
3)生成导航电文：
GPS导航电文包括计算卫星位置的有关数据(卫星星历)、系统时间、卫星星钟参数、C/A码到P码的转换字及卫星工作状态。根据给定的卫星编号，卫星初始星历(轨道信息)，当前的时刻，即可准备的计算出相应的卫星位置、相对接收机位置的距离、相对速度(多普勒频移)。本实施例的接收系统和方法主要是模拟GPS卫星的信号，因此导航电文中还包括的卫星星钟钟差、电离层折射误差、对流层误差均采用初始值，这样在单个可见GPS卫星的信号的模拟过程中不发生变化，减小了导航电文的运算量。
4)生成P码：
P码是精确测定从GPS卫星到用户接收机距离的测距码，是复杂的PRN码(PseudoRandom Noise Code，伪随机噪声码)。P码的序列长度为2.35×1014，速率为10.23MHz，序列周期为266.41天。其中，每颗GPS卫星实际周期为一周，故每个序列长度是6.187×1012，该码元长度远远大于C/A码1023的码元长度。
在本实施例中，P码主要由4个12级线性反馈移位寄存器构成，采用统一的时钟源10.23MHz来驱动；其中，4个12级线性反馈移位寄存器的多项式为：
X1A＝1+x6+x8+x11+x12；
X1B＝1+x1+x2+x5+x8+x9+x10+x11+x12；
X2A＝1+x1+x3+x4+x5+x7+x8+x9+x10+x11+x12；
X2B＝1+x2+x3+x4+x8+x9+x12；
其中，4个移位寄存器X1A、X1B、X2A和X2B的初始相位根据可见卫星编码数据可以查到。首先，所有4个移位寄存器X1A、X1B、X2A和X2B的自然周期是按如下方式截短的：寄存器X1A和X2A在4092个基码之后复位，去掉它们自然的4095个基码序列的最后3个基码；寄存器X1B和X2B在4093个基码后复位，去掉它们自然序列4095个基码的最后两个基码。其次，X1A和X1B的输出进行模2相加得到X1序列；同样，X2A和X2B的输出进行模2相加产生X2序列。然后，X2序列被延迟i(i的取值范围是1到37)个基码得到X2i序列。最后，将X1和X2i进行模2相加得到的复合码就是P码。
在X1A产生了4092个码片的时候，X1A完成了一个周期，并产生了一个脉冲SETX1AEPOCH使X1A复位；X1B则需要在产生4093个码片时，才产生脉冲SETX1BEPOCH使X1B复位；并且当X1B输出了3749个周期的时候，它将停止移位，等待X1A输出3750个周期后对它发送重新启动的信号。在X1A完成了3750个周期后；它会产生一个叫做X1EPOCH的脉冲。因此，每一个X1EPOCH周期中，X1B要停止并等待X1A的343(4092*3750-4093*3749＝343)个码片的时间。X2A和X2B的工作过程与X1A和X1B的工作过程类似.同时X2A每经历3750个周期后都要比X1A滞后37个时钟周期。
5)将L1载波与P码和导航电文模2相加的结果进行混频；L1相位平移90度后与C/A码和导航电文模2相加的结果进行混频；最后将这两个混频后得到的信号合成即为GPS信号发生器模拟的单个可见GPS卫星的信号。
步骤四S24，信号合成模块将所述GPS卫星信号发生器模块模拟的多个单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号：
式中，M表示接收系统可同时观测到的GPS卫星，即可见GPS卫星，的数量。
步骤五S25，GPS接收设备接收信号合成模块合成的虚拟GPS卫星信号。
此外，对于GPS卫星的计算由于有许多公开的文献，而本发明中重点并不在此部分内容，且对卫星信息的模拟计算中，对部分实际GPS卫星运行参数进行了理想化处理，包括多普勒频移、卫星的轨道摄动(地球非球形引力、月球引力、太阳引力、大太阳辐射压力、大气阻力、地球潮汐作用力)影响、对流层对降临信号传播的影响、电离层对卫星信号传播的影响，由于这些部分并不会影响本发明所产生的效果，在忽略掉这些影响后，大大减小了卫星信号模2相加模拟的计算工作量，使得在嵌入式处理器上可以实时的完成这些运算，降低了系统的应用成本。
综上所述，本发明的一种北斗卫星信号接收系统和方法是对现有的GPS接收设备的升级和改造，可以最大可能地保留现有的GPS接收设备。而且，本发明仅仅通过更换现有GPS接收设备的卫星接收天线，就可使现有GPS接收设备转换为使用北斗系统的卫星信号。并且，通过本发明，现有的GPS接收设备可由单独使用GPS卫星信号转变为使用北斗卫星信号的接收装置。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种北斗卫星信号接收系统，适用于现有的GPS接收设备，其特征在于，所述北斗卫星信号接收系统包括：北斗卫星接收天线、北斗导航定位模块、PLL时钟同步模块、星历计算模块、GPS卫星信号发生器模块和信号合成模块；
所述北斗卫星接收天线接收北斗卫星信号；
所述北斗导航定位模块的输入端与北斗卫星接收天线连接，用于解算所述北斗卫星信号，并输出导航定位信息和秒脉冲信息；
所述PLL时钟同步模块的输入端与所述北斗导航定位模块的输出端连接，输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接，用于为所述北斗卫星信号接收系统提供同步时钟；
所述星历计算模块的输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接；用于根据所述导航定位信息计算可见GPS卫星信号信息；
所述GPS卫星信号发生器模块的输出端与所述信号合成模块的输入端连接；且所述GPS卫星信号发生器模块包括多个GPS卫星信号发生器，所述GPS卫星信号发生器用于根据所述可见GPS卫星信号信息和所述同步时钟模拟单个可见GPS卫星信号；
所述信号合成模块的输出端与所述GPS接收设备的输入端连接；用于将所述GPS卫星信号发生器模块模拟出的多个所述单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号，并发送给所述GPS接收设备；
所述GPS接收设备用于接收所述虚拟GPS卫星信号。
2.根据权利要求1所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述导航定位信息满足NEMA-0183协议。
3.根据权利要求1所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述秒脉冲信息为1PPS秒脉冲信号。
4.根据权利要求3所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述PLL时钟同步模块根据所述1PPS秒脉冲信号提供的所述同步时钟为10.23MHz。
5.根据权利要求1所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述星历计算模块内置有GPS卫星轨道信息和GPS卫星的编号信息；所述可见GPS卫星信号信息是根据所述GPS卫星轨道信息和所述导航定位信息计算出的。
6.根据权利要求1所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导航电文信息。
7.根据权利要求1所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述GPS卫星信号发生器模块模拟的所述单个可见GPS卫星的信号的数量与所述可见GPS卫星数量一致。
8.根据权利要求1所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述GPS卫星信号发生器模块包括至少4个GPS卫星信号发生器。
9.根据权利要求8所述的北斗卫星信号接收系统，其特征在于，所述GPS卫星信号发生器模块包括12个GPS卫星信号发生器。
10.一种北斗卫星信号接收方法，适用于现有的GPS接收设备，其特征在于，包括：
步骤一，北斗接收天线接收北斗卫星信号，北斗导航定位模块解算所述北斗卫星信号，输出导航定位信息和秒脉冲信息；
步骤二，根据所述导航定位信息，星历计算模块计算出可见GPS卫星信号信息；
步骤三，GPS卫星信号发生器模块根据所述可见GPS卫星信号信息模拟多个单个可见GPS卫星的信号；
步骤四，信号合成模块将所述GPS卫星信号发生器模块模拟的多个所述单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号；
步骤五，所述GPS接收设备接收所述信号合成模块合成的所述虚拟GPS卫星信号。
11.根据权利要求10所述的北斗卫星信号接收方法，其特征在于：所述步骤二还包括：PLL时钟同步模块根据所述秒脉冲信息产生同步时钟。
12.根据权利要求11所述的北斗卫星信号接收方法，其特征在于，所述同步时钟为10.23MHz。
13.根据权利要求10所述的北斗卫星信号接收方法，其特征在于，所述可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、每一个可见GPS卫星与北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导航电文信息。
14.根据权利要求10所述的北斗卫星信号接收方法，其特征在于，所述GPS卫星信号发生器模块模拟的所述单个可见GPS卫星的信号的数量与所述可见GPS卫星数量一致。
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