CN111175793B - 一种船用北斗三号定位模块及定位方法 - Google Patents
一种船用北斗三号定位模块及定位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111175793B CN111175793B CN202010004380.1A CN202010004380A CN111175793B CN 111175793 B CN111175793 B CN 111175793B CN 202010004380 A CN202010004380 A CN 202010004380A CN 111175793 B CN111175793 B CN 111175793B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- radio frequency
- chip
- tracking
- conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
- G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/243—Demodulation of navigation message
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种船用北斗三号定位模块及定位方法,其主要技术特点为包括CPU、射频下变频电路、基带处理电路及外围电路;CPU包括主控CPU和备用CPU,其中主控CPU与基带处理电路采用总线连接;主控CPU与备用CPU通过串口相连接;基带处理电路包括外部中断管理功耗电路、TIC电路、译码电路、时钟切换电路、捕获电路、通道电路、跟踪电路、本地时钟电路、P码接口电路以及接口电路,基带处理电路与主控CPU通过总线连接;射频下变频电路包括信号接收电路、下变频电路、时钟电路,射频下变频电路与基带处理电路通过数字接口连接。本发明通过船用北斗三号定位模块及定位方法,实现船只能够使用北斗三号卫星进行定位。
Description
技术领域
本发明属于船用定位领域,尤其是一种船用北斗三号定位模块及定位方法。
背景技术
北斗三号卫星导航系统播发全新的卫星导航信号B1C、B2a,其技术先进、性能优异,与GPS和Galileo具有极好的兼容与互操作性。
B1C信号的载波频率为1575.42MHz,与GPS L1和GalileoE1共享频点,带宽为32.736MHz。采用数据与导频正交的现代化信号结构:数据分量由导航电文和测距码经子载波调制产生,采用正弦BOC(1,1)调制;导频分量由测距码经子载波调制产生,采用QMBOC(6,1,4/33)调制。数据分量与导频分量的功率比为1:3,信号功率向导频倾斜,符合测距精度越高越好、解调性能够用即可的设计原则,有利于提升B1C信号的整体性能。
B2a信号载波频率1176.45MHz,与GPS L5和Galileo E5a共享频点,带宽为20.46MHz。也采用数据与导频正交的结构(QPSK):数据分量由导航电文数据和测距码调制产生,采用BPSK(10)调制;导频分量仅包括测距码,也采用BPSK(10)调制。导频分量与数据分量的功率比为1:1。
目前市场尚未出现船用北斗三号模块及定位方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出一种船用北斗三号定位模块及定位方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种船用北斗三号定位模块,其特征在于:包括CPU、射频下变频电路、基带处理电路及外围电路;
所述CPU包括主控CPU和备用CPU,其中主控CPU与基带处理电路采用总线连接;主控CPU与备用CPU通过串口相连接;
基带处理电路包括外部中断管理功耗电路、TIC电路、译码电路、时钟切换电路、捕获电路、通道电路、跟踪电路、本地时钟电路、P码接口电路以及串口接口电路,基带处理电路与主控CPU通过总线连接,并与处理射频下变频电路串口连接;
射频下变频电路与基带处理电路通过数字接口连接。
而且,主控CPU采用GM4676芯片,备用CPU采用STM32F767芯片,射频下变频电路包括RX3902B芯片,基带处理电路包括两片5CEFA9U19的FPGA芯片,外围电路包括PRM芯片、MPD007芯片,5CEFA9U19的FPGA芯片的配置芯片,延迟电路,SDRAM,FLASH,内部时钟产生及切换电路。
而且,射频下变频电路包括:有源天线、低噪声放大器、功分器、带通滤波器、差分放大器、射频芯片RX3902B,射频芯片RX3902B包括低通滤波器、AGC自动增益放大器及AD转换器;其结构为:有源天线连接低噪声放大器的输入端,低噪声放大器的输出端连接功分器的输入端,功分器的输出端分别连接三个带通滤波器以及三个差分放大器,差分放大器的输出端连接射频芯片RX3902B的低通滤波器、AGC自动增益放大器及AD转换器,内部时钟及切换电路连接射频芯片RX3902B。
而且,所述射频下变频电路中两级低噪声放大器采用SGA0363Z,功分器采用WP4G+。
而且,所述基带处理电路包括:P码接口电路、时钟切换电路、本地时钟电路、TIC电路、外部中断管理功耗电路、通道电路、捕获电路、串口接口电路,译码电路、跟踪电路;其结构为:P码接口电路连接通道电路,时钟切换电路分别连接通道电路及捕获电路,本地时钟电路分别连接外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、通道电路、串口接口电路,译码电路连接跟踪电路,TIC电路、捕获电路、跟踪电路、外部中断管理功耗电路及串口接口电路。
而且,所述捕获电路包括:DDC、伪码子载波发生器、滤波器、缓存采样转换器、并行相关单元、位移寄存器、缓存、运算电路、相关峰查找电路,并行相关单元包括并行相关器I/并行相关器Q,其结构为:伪码子载波发生器连接缓存采样转换器后连接位移寄存器,DDC连接滤波器及缓存采样转换器,然后分为两路连接两路并行相关单元、缓存、运算电路及相关峰查找电路。
而且,所述跟踪电路包括:DDC、观测量计数器、码NCO、子载波NCO、通道相关器组、码产生器、N选1电路、积分电路、跟踪环路及RAM,积分电路包括位同步帧同步译码电路、FLL、PLL、DLL、SLL;DDC分为两路连接观测量计数器及通道相关器组,码NCO分为两路连接观测量计数器及码产生器,通道相关器组连接N选1电路、积分电路、跟踪环路及RAM。
一种船用北斗三号定位模块的定位方法,所述定位方法的具体步骤为:定位信号通过射频下变频电路的信号接收电路接收,接收到的定位信号经初步处理后输入至射频下变频电路,初步处理的定位信号通过射频下变频电路变为数字中频信号,数字中频信号通过基带处理电路提取产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,通过基带处理电路提取的解算结果通过CPU的串口输出;
射频下变频电路的步骤为:信号通过有源天线进入两级低噪声放大器放大信号,通过功分器将接收信号分为三路,再经过带通滤波器滤除掉带外信号和镜像噪声后经差分放大器将信号差分后送入射频芯片RX3902B,射频芯片接收到射频信号后,采用同相/正交(I/Q)形式进行混频处理,将射频信号下变频为低中频信号,中频再经过低通滤波器将不需要的高频成分滤掉,再对中频信号使用AGC自动增益进行放大,最后I/Q支路分别通过AD器件模数转换,得到I/Q支路的数字中频信号;
基带处理电路的步骤为:射频下变频处理后的信号通过时钟切换电路后分别输入至捕获电路以及通道电路中,外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、跟踪电路、串口接口电路将输出的结果送入译码电路提取基带单元产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,并且最终将解算结果通过串口输出;
捕获电路的步骤为:当信号捕获单元收到信号捕获指令,捕获单元首先进入数据存储过程,数字中频信号与本地产生的所有需要捕获卫星信号的码同时存入缓存中,存数完成之后,信号捕获单元进入相关运算过程,捕获电路依次将所存储的卫星数据和子码送入相关器进行相关运算,时域相关使用两路并行相关单元,每路包含512个并行复数相关器,每次相位搜索完成后,硬件电路会控制子码偏移后重新取数进行相关,直到搜索完所有相位;相关器输出的积分清零结果被分段存储在缓存当中,当一次相关完成后通知频域FFT模块进行FFT运算;
跟踪电路的步骤:每个相关通道中的通道相关器跟踪信号及解调支路获取电文;码产生器产生相位相同的导频码和数据码,在跟踪导频进行数据解调;观测量计数器观测量计数和锁存所有NCO的相位值;各个通道的相关值分时送入跟踪环路中进行鉴相滤波和数据解调等操作;跟踪环路获取电文解调译码电路电文信息;同步电路建立接收信号的帧同步和位同步;FLL和PLL跟踪载波;DLL跟踪PN码;SLL跟踪子载波;跟踪获得的环路滤波器的输出值通过总线反馈至各个相关通道的NCO实现本地对接收信号载波、子载波和PN码的复现。
本发明的优点和积极效果是:
1、本发明通过由CPU、射频下变频电路、基带处理单元及外围电路组成船用北斗三号定位模块,能够实现船只使用北斗三号卫星进行定位。
2、本发明通过使用主控及备用CPU使得两个CPU在发生故障时能够相互切换,不影响船只定位的工作。
3、本发明通过使用RX3902B构成射频下变频电路,使得定位精度高,接收信号反应快。
4、本发明通过使用5CEFA9U19的FPGA芯片构成基带处理电路,使得其处理速度较快,并且可附加其他功能。
5、本发明通过使用附加PRM芯片、MPD007芯片,实现了支持支持北斗二号军码信号,能够实现军用精准定位。
附图说明
图1是本发明的北斗三号定位模块原理框图;
图2是本发明的射频下变频电路原理图;
图3是本发明的基带处理电路原理图;
图4是本发明的BOC信号捕获原理图;
图5是本发明的跟踪电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
如图1所示,一种船用北斗三号定位模块包括CPU、射频下变频电路、基带处理电路及外围电路;所述CPU包括主控CPU和备用CPU,其中主控CPU与基带处理电路采用总线连接;主控CPU与备用CPU通过串口相连接;基带处理电路包括外部中断管理功耗电路、TIC电路、译码电路、时钟切换电路、捕获电路、通道电路、跟踪电路、本地时钟电路、P码接口电路以及接口电路,基带处理电路与主控CPU通过总线连接,并与处理射频下变频电路串口连接;射频下变频电路包括信号接收电路、下变频电路、时钟电路,射频下变频电路通与基带处理电路通过数字接口连接。定位信号通过射频下变频电路的信号接收电路接收,接收到的定位信号经初步处理后输入至下变频电路,初步处理的定位信号通过下变频电路变为数字中频信号,数字中频信号通过基带处理电路提取产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,通过基带处理电路提取的解算结果通过CPU的串口输出。
主控CPU采用GM4676芯片,备用CPU采用STM32F767芯片,射频下变频电路包括RX3902B芯片,基带处理电路包括两片5CEFA9U19的FPGA芯片,外围电路包括PRM芯片、MPD007芯片,5CEFA9U19的FPGA芯片的配置芯片,延迟电路,SDRAM,FLASH,内部时钟产生及切换电路,其中板卡内部产生10Mhz的时钟,同时可通过ARM-M7切换为外部10MHz输入;配置的PRM芯片和MPD007芯片是为了兼容支持北斗二号军码信号。
如图2所示,射频下变频电路包括:有源天线、低噪声放大器、功分器、带通滤波器、差分放大器、射频芯片RX3902B、低通滤波器、AGC自动增益放大器及AD转换器;其结构为:有源天线连接低噪声放大器的输入端,低噪声放大器的输出端连接功分器的输入端,功分器的输出端分别连接三个带通滤波器以及三个差分放大器,差分放大器的输出端连接射频芯片RX3902B的信号输入端,射频芯片RX3902B的信号输出端连接低通滤波器、AGC自动增益放大器及AD转换器,内部时钟及切换电路连接射频芯片RX3902B。射频下变频电路中两级低噪声放大器采用SGA0363Z,功分器采用WP4G+。
射频下变频电路的步骤为:信号通过有源天线进入两级低噪声放大器放大低噪声,通过功分器将接收信号分为三路,再经过带通滤波器滤除掉带外信号和镜像噪声后经差分放大器将信号差分后送入射频芯片RX3902B,射频芯片接收到射频信号后,采用同相/正交(I/Q)形式进行混频处理,将射频信号下变频为低中频信号,中频再经过低通滤波器将不需要的高频成分滤掉,再对中频信号使用AGC自动增益进行放大,最后I/Q支路分别通过AD器件模数转换,得到I/Q支路的数字中频信号。
如图3所示,基带处理电路包括:P码接口电路、时钟切换电路、本地时钟电路、TIC电路、外部中断管理功耗电路、通道电路、捕获电路、接口电路,译码电路、跟踪电路;其结构为:P码接口电路连接通道电路,时钟切换电路分别连接通道电路及捕获电路,本地时钟电路分别连接外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、通道电路、接口电路,译码电路连接跟踪电路,TIC电路、捕获电路、跟踪电路、外部中断管理功耗电路及接口电路。
基带处理电路的步骤为:射频下变频处理后的信号通过时钟切换电路后分别输入至捕获电路以及通道电路中,外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、跟踪电路、接口电路将输出的结果送入译码电路提取基带单元产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,并且最终将解算结果通过串口输出。
全球体制信号捕获电路采用基于相关器和FFT的二维并行搜索电路进行BOC信号的捕获。结合存储、时域并行相关器和频域FFT算法,加快搜索过程,一次性完成码相位的时域和频率搜索。如图4所示,捕获电路包括:DDC、伪码子载波发生器、滤波器、缓存采样转换器、并行相关单元、位移寄存器、缓存、运算电路、相关峰查找电路,并行相关单元包括并行相关器I/并行相关器Q,其结构为:伪码子载波发生器连接缓存采样转换器后连接位移寄存器,DDC连接滤波器及缓存采样转换器,然后分为两路连接两路并行相关单元、缓存、运算电路及相关峰查找电路;
捕获电路的步骤为:当信号捕获单元收到信号捕获指令,捕获单元首先进入数据存储过程,数字中频信号与本地产生的所有需要捕获卫星信号的码同时存入缓存中,存数完成之后,信号捕获单元进入相关运算过程,捕获电路依次将所存储的卫星数据和子码送入相关器进行相关运算,时域相关使用两路并行相关单元,每路包含512个并行复数相关器,每次相位搜索完成后,硬件电路会控制子码偏移后重新取数进行相关,直到搜索完所有相位;相关器输出的积分清零结果被分段存储在缓存当中,当一次相关完成后通知频域FFT模块进行FFT运算。
全球体制导航信号包括多种信号调制方式,接收机对各种调制信号的具体跟踪方法不尽相同,但都是通过对载波、子载波和码的跟踪实现对导航信号的跟踪。在各个频点的基带处理电路中,跟踪电路主要由多个独立的相关通道和跟踪环路组成。如图5所示,跟踪电路包括:DDC、观测量计数器、码NCO、子载波NCO、通道相关器组、码产生器、N选1电路、积分电路、跟踪环路及RAM,积分电路包括位同步帧同步译码电路、FLL、PLL、DLL、SLL;DDC分为两路连接观测量计数器及通道相关器组,码NCO分为两路连接观测量计数器及码产生器,通道相关器组连接N选1电路、积分电路、跟踪环路及RAM;
跟踪电路的步骤:每个相关通道中的通道相关器组运算跟踪信号及解调支路获取电文;码产生器产生相位相同的导频码和数据码,在跟踪导频进行数据解调;观测量计数器观测量计数和锁存所有NCO的相位值;各个通道的相关值分时送入跟踪环路中进行鉴相滤波和数据解调等操作;跟踪环路获取电文解调译码电路电文信息;同步电路建立接收信号的帧同步和位同步;FLL和PLL跟踪载波;DLL跟踪PN码;SLL跟踪子载波;跟踪获得的环路滤波器的输出值通过总线反馈至各个相关通道的NCO实现本地对接收信号载波、子载波和PN码的复现。
一种船用北斗三号定位方法的具体步骤为:定位信号通过射频下变频电路的信号接收电路接收,接收到的定位信号经初步处理后输入至下变频电路,初步处理的定位信号通过下变频电路变为数字中频信号,数字中频信号通过基带处理电路提取产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,通过基带处理电路提取的解算结果通过CPU的串口输出,其中:
射频下变频电路处理步骤为:信号通过有源天线进入两级低噪声放大器放大信号,通过功分器将接收信号分为三路,再经过带通滤波器滤除掉带外信号和镜像噪声后经差分放大器将信号差分后送入射频芯片RX3902B,射频芯片接收到射频信号后,采用同相/正交(I/Q)形式进行混频处理,将射频信号下变频为低中频信号,中频再经过低通滤波器将不需要的高频成分滤掉,再对中频信号使用AGC自动增益进行放大,最后I/Q支路分别通过AD器件模数转换,得到I/Q支路的数字中频信号;
基带处理电路处理步骤为:射频下变频处理后的信号通过时钟切换电路后分别输入至捕获电路以及通道电路中,外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、跟踪电路、串口接口电路将输出的结果送入译码电路提取基带单元产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,并且最终将解算结果通过串口输出;
捕获电路的处理步骤为:当信号捕获单元收到信号捕获指令,捕获单元首先进入数据存储过程,数字中频信号与本地产生的所有需要捕获卫星信号的码同时存入缓存中,存数完成之后,信号捕获单元进入相关运算过程,捕获电路依次将所存储的卫星数据和子码送入相关器进行相关运算,时域相关使用两路并行相关单元,每路包含512个并行复数相关器,每次相位搜索完成后,硬件电路会控制子码偏移后重新取数进行相关,直到搜索完所有相位;相关器输出的积分清零结果被分段存储在缓存当中,当一次相关完成后通知频域FFT模块进行FFT运算;
跟踪电路的处理步骤为:每个相关通道中的通道相关器跟踪信号及解调支路获取电文;码产生器产生相位相同的导频码和数据码,在跟踪导频进行数据解调;观测量计数器观测量计数和锁存所有NCO的相位值;各个通道的相关值分时送入跟踪环路中进行鉴相滤波和数据解调等操作;跟踪环路获取电文解调译码电路电文信息;同步电路建立接收信号的帧同步和位同步;FLL和PLL跟踪载波;DLL跟踪PN码;SLL跟踪子载波;跟踪获得的环路滤波器的输出值通过总线反馈至各个相关通道的NCO实现本地对接收信号载波、子载波和PN码的复现。
需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种船用北斗三号定位模块,其特征在于:包括CPU、射频下变频电路、基带处理电路及外围电路;
所述CPU包括主控CPU和备用CPU,其中主控CPU与基带处理电路采用总线连接;主控CPU与备用CPU通过串口相连接,主控CPU与备用CPU在发生故障时,进行切换;主控CPU采用GM4676芯片,备用CPU采用STM32F767芯片,射频下变频电路包括RX3902B芯片,基带处理电路包括两片5CEFA9U19的FPGA芯片,外围电路包括PRM芯片、MPD007芯片,配置的PRM芯片和MPD007芯片是为了兼容北斗二号军码信号,5CEFA9U19的FPGA芯片包括配置芯片、延迟电路、SDRAM、FLASH、内部时钟产生及切换电路;
基带处理电路与处理射频下变频电路串口连接;
射频下变频电路包括:有源天线、两级低噪声放大器、功分器、带通滤波器、差分放大器、射频芯片RX3902B,射频芯片RX3902B包括低通滤波器、AGC自动增益放大器及AD转换器;其结构为:有源天线连接两级低噪声放大器的输入端,两级低噪声放大器的输出端连接功分器的输入端,功分器的输出端分为三路,每一路串联一个带通滤波器以及一个差分放大器,差分放大器的输出端串联射频芯片RX3902B的低通滤波器、AGC自动增益放大器及AD转换器,内部时钟及切换电路连接射频芯片RX3902B,射频下变频电路中两级低噪声放大器采用SGA0363Z,功分器采用WP4G+;
基带处理电路包括:P码接口电路、时钟切换电路、本地时钟电路、TIC电路、外部中断管理功耗电路、通道电路、捕获电路、串口接口电路,译码电路、跟踪电路;其结构为:P码接口电路连接通道电路,通道电路连接跟踪电路,时钟切换电路分别连接通道电路及捕获电路,本地时钟电路分别连接外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、通道电路、串口接口电路,译码电路分别连接跟踪电路、TIC电路、捕获电路、外部中断管理功耗电路及串口接口电路的输出端,基带处理电路通过串口接口电路连接射频下变频电路的射频芯片;
捕获电路包括:第一DDC、伪码子载波发生器、滤波器、缓存采样转换器、并行相关单元、位移寄存器、缓存、运算电路、相关峰查找电路,并行相关单元包括并行相关器I/并行相关器Q,其结构为:伪码子载波发生器连接缓存采样转换器后连接位移寄存器,位移寄存器的输出端分别连接并行相关器I和并行相关器Q,第一DDC串联滤波器及缓存采样转换器后分为两路,一路串联并行相关器I、缓存、运算电路及相关峰查找电路,另一路串联并行相关器Q、缓存、运算电路及相关峰查找电路;
跟踪电路包括:第二DDC、观测量计数器、码NCO、子载波NCO、通道相关器组、码产生器、N选1电路、积分电路、跟踪环路及RAM,跟踪环路包括位同步帧同步译码电路、FLL、PLL、DLL、SLL;第二DDC分为两路,一路连接观测量计数器,另一路连接通道相关器组,码NCO分为两路,一路连接观测量计数器,另一路连接码产生器,码产生器的输出连接通道相关器组,子载波NCO连接通道相关器组,通道相关器组串联N选1电路、积分电路、跟踪环路及RAM。
2.一种基于权利要求1所述船用北斗三号定位模块的定位方法,其特征在于:所述定位方法的具体步骤为:定位信号通过射频下变频电路的信号接收电路接收,接收到的定位信号经初步处理后输入至射频下变频电路,初步处理的定位信号通过射频下变频电路变为数字中频信号,数字中频信号通过基带处理电路提取产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,通过基带处理电路提取的解算结果通过主控CPU的串口输出;
射频下变频电路的步骤为:信号通过有源天线进入两级低噪声放大器放大信号,通过功分器将接收信号分为三路,再经过带通滤波器滤除掉带外信号和镜像噪声后经差分放大器将信号差分后送入射频芯片RX3902B,射频芯片接收到射频信号后,采用同相/正交形式进行混频处理,将射频信号下变频为低中频信号,低中频再经过低通滤波器将不需要的高频成分滤掉,再对滤波后的低中频信号使用AGC自动增益放大器进行放大,最后I/Q支路分别通过AD转换器模数转换,得到I/Q支路的数字中频信号;
基带处理电路的步骤为:射频下变频处理后的信号通过时钟切换电路后分别输入至捕获电路以及通道电路中,外部中断管理功耗电路、TIC电路、捕获电路、跟踪电路、串口接口电路将输出的结果送入译码电路提取基带单元产生的观测量、电文信息进行位置、速度、钟差解算,并且最终将解算结果通过串口输出;
捕获电路的步骤为:当信号捕获单元收到信号捕获指令,捕获单元首先进入数据存储过程,数字中频信号与本地产生的所有需要捕获卫星信号的码同时存入缓存中,存数完成之后,信号捕获单元进入相关运算过程,捕获电路依次将所存储的卫星数据和子码送入相关器进行相关运算,时域相关使用两路并行相关单元,每路包含512个并行复数相关器,每次相位搜索完成后,硬件电路会控制子码偏移后重新取数进行相关,直到搜索完所有相位;相关器输出的积分清零结果被分段存储在缓存当中,当一次相关完成后通知频域FFT模块进行FFT运算;
跟踪电路的步骤:每个相关通道中的通道相关器跟踪信号及解调支路获取电文;码产生器产生相位相同的导频码和数据码,在跟踪导频进行数据解调;观测量计数器观测量计数和锁存码NCO和子载波NCO的相位值;各个通道的相关值分时送入跟踪环路中进行鉴相滤波和数据解调操作;跟踪环路获取电文解调译码电路电文信息;同步电路建立接收信号的帧同步和位同步;FLL和PLL跟踪载波;DLL跟踪PN码;SLL跟踪子载波;跟踪获得的环路滤波器的输出值通过总线反馈至各个相关通道的NCO实现本地对接收信号载波、子载波和PN码的复现。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010004380.1A CN111175793B (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 一种船用北斗三号定位模块及定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010004380.1A CN111175793B (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 一种船用北斗三号定位模块及定位方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111175793A CN111175793A (zh) | 2020-05-19 |
CN111175793B true CN111175793B (zh) | 2022-12-09 |
Family
ID=70649245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010004380.1A Active CN111175793B (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 一种船用北斗三号定位模块及定位方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111175793B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112578412A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-30 | 中国电子科技集团公司第二十研究所 | 一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法 |
CN113721275B (zh) * | 2021-08-17 | 2023-12-19 | 南京航空航天大学 | 一种北斗b1c信号导航电文帧同步及解码方法 |
CN114157313B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-03-03 | 北京遥测技术研究所 | 一种实现glonass三频新体制信号接收的基带电路结构及其方法 |
CN117233807B (zh) * | 2023-11-13 | 2024-02-02 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种适应高海况的北斗三号捕获跟踪方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1637430A (zh) * | 2003-12-22 | 2005-07-13 | 李剑 | 北斗导航定位系统的终端用户机 |
CN201118708Y (zh) * | 2007-11-09 | 2008-09-17 | 何顺兰 | Cpci双主控cpu热备份系统 |
KR20130120728A (ko) * | 2012-04-26 | 2013-11-05 | 한국전자통신연구원 | 해상 무선 통신 장치 및 그 방법 |
CN103698773A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-02 | 北京北斗星通导航技术股份有限公司 | 一种北斗多频点卫星导航接收机及其板卡 |
CN105607076A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-25 | 北京时代民芯科技有限公司 | 一种北斗二代b1和b3双频接收机 |
CN107153207A (zh) * | 2016-03-06 | 2017-09-12 | 南京理工大学 | 北斗卫星导航接收机 |
CN108196272A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 中国电子科技集团公司第二十研究所 | 一种基于实时精密单点定位的卫星导航定位装置及方法 |
CN108594279A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-09-28 | 北京遥测技术研究所 | 一种适用于多系统导航信号监测接收的装置 |
-
2020
- 2020-01-03 CN CN202010004380.1A patent/CN111175793B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1637430A (zh) * | 2003-12-22 | 2005-07-13 | 李剑 | 北斗导航定位系统的终端用户机 |
CN201118708Y (zh) * | 2007-11-09 | 2008-09-17 | 何顺兰 | Cpci双主控cpu热备份系统 |
KR20130120728A (ko) * | 2012-04-26 | 2013-11-05 | 한국전자통신연구원 | 해상 무선 통신 장치 및 그 방법 |
CN103698773A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-02 | 北京北斗星通导航技术股份有限公司 | 一种北斗多频点卫星导航接收机及其板卡 |
CN105607076A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-25 | 北京时代民芯科技有限公司 | 一种北斗二代b1和b3双频接收机 |
CN107153207A (zh) * | 2016-03-06 | 2017-09-12 | 南京理工大学 | 北斗卫星导航接收机 |
CN108196272A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 中国电子科技集团公司第二十研究所 | 一种基于实时精密单点定位的卫星导航定位装置及方法 |
CN108594279A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-09-28 | 北京遥测技术研究所 | 一种适用于多系统导航信号监测接收的装置 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
"北斗+"船载电子信息系统助力海洋渔业发展;高技术产业司;《微博》;20180831;第1页 * |
北斗 B1C 信号高动态接收处理关键技术研究;任宇飞;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)信息科技辑》;20191115(第11期);第31-111页 * |
北斗三号B1C信号捕获技术研究;王鹏;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)信息科技辑》;20190715(第07期);正文第8-10、39-43页 * |
北斗卫星导航接收机中信号的捕获与跟踪实现;范晶;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)信息科技辑》;20180415(第04期);正文第59-86页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111175793A (zh) | 2020-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111175793B (zh) | 一种船用北斗三号定位模块及定位方法 | |
WO2018103186A1 (zh) | 一种TD-AltBOC信号的接收方法和装置 | |
CN104661287B (zh) | 一种支持多模的并行多通道快速扫频方法及系统 | |
CN101888258B (zh) | 高动态环境下基于3g的geo卫星移动通信时隙同步系统及方法 | |
CN108345014B (zh) | 一种正交复用boc调制信号的接收方法 | |
CN103760575A (zh) | 一种抗干扰北斗卫星导航接收机板卡及其接收机终端 | |
CN112578422B (zh) | 复合导航信号接收方法及接收机 | |
CN102540219A (zh) | 全球卫星导航系统信号的接收方法及接收机 | |
CN110474658B (zh) | 一种基于长码码相位辅助的ds/fh跳扩数传信号捕获方法 | |
CN102914783B (zh) | Caps/gps双模接收机 | |
CN117214925B (zh) | 一种宽带复合导航信号跟踪方法 | |
CN114217329A (zh) | 一种基于串行搜索的短码捕获方法 | |
CN102176028A (zh) | 一种gnss接收机多径信号的基带处理方法 | |
CN110208832A (zh) | 一种多路复用导航信号伪码提取方法 | |
Ma et al. | A CCSK based navigation and communication integrated satellite signal | |
CN105988126A (zh) | 应用于农业物联网领域的多模卫星导航模块 | |
CN112578412A (zh) | 一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法 | |
CN111868545B (zh) | 一种卫星通信导航信号生成方法、装置及接收方法、装置 | |
CN103941251A (zh) | 伪码测距系统 | |
CN114236578B (zh) | 一种非全向单天线旋转条件下卫星导航信号跟踪方法 | |
CN114157313B (zh) | 一种实现glonass三频新体制信号接收的基带电路结构及其方法 | |
US9453918B2 (en) | Apparatus and method for processing radio navigation signals | |
Gao et al. | Exploring the ultra-high-precision ranging potential of BDS B1 signal | |
CN102023291A (zh) | 一种gps信号高速捕获装置及方法 | |
CN204462393U (zh) | 一种卫星信号处理的电路结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |