CN202305807U - 一种低成本高精度卫星导航定位接收机 - Google Patents

一种低成本高精度卫星导航定位接收机 Download PDF

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刘宇波
曹海涛
王迈
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Chengdu Goldenway Electronic Co., Ltd.
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CHENGDU GOLDENWAY TECHNOLOGY CO LTD
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Abstract

本实用新型公开了一种低成本高精度卫星导航定位接收机，它包括接收天线单元、射频单元、模数转换器、数字基带信号处理单元、时钟产生单元和电源管理单元，接收天线单元包括天线贴片、低噪声放大器a和滤波器a；射频单元包括低噪声放大器b、混频器、自动增益控制电路和滤波器b；前端处理模块包括射频信号预处理电路、捕获电路、跟踪电路、捕获跟踪共用逻辑控制电路和自检报警电路，后端处理模块包括定位解算模块、误差修正模块和组合导航处理模块。本实用新型减少了逻辑资源的使用，从而降低了接收机的功耗和成本；实时自检报警提示，为用户提供了更智能和友好的操作；同时具有环境适应能力强和定位精度高等特点。

Description

一种低成本高精度卫星导航定位接收机
技术领域
本实用新型涉及一种低成本高精度卫星导航定位接收机。
背景技术
卫星导航定位接收机是卫星导航系统的重要组成部分，主要实现定位、导航和数据通信等功能，在卫星导航产业高速发展背景下，更加轻便、使用更加灵活、定位精度更高和低成本的思想已成为接收机设计主流。接收机通常由天线模块、射频模块、基带信号处理模块和电源管理模块等组成。现在的卫星导航接收机普遍存在着功耗和成本较高、环境适应性不够好，精度还有待于进一步提高的问题。例如，接收机的基带信号处理的通常做法是捕获和跟踪采用不同的硬件资源实现，对与多通道接收机来说，资源消耗很大，这不仅增加了接收机功耗，也增加了接收机成本。没有报警功能，在自检发现硬件工作状态或卫星信号通道状态异常时，无法及时给予报警提示。当接收机经过隧道或者周围存在高大建筑物时，接收机极可能因为接收的卫星信号受到遮蔽而不能正常定位，从而限制了接收机对环境的适应性。此外，目前大多接收机没有对定位信号输出前进行误差修正，定位精度还有待于进一步提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有卫星导航定位接收机的不足，提供一种新型的低成本高精度卫星导航定位接收机，克服传统定位接收机捕获和跟踪采用不同的硬件资源实现，资源消耗大、成本高；在硬件工作状态或卫星信号通道状态出现异常时，不能通过自检给予报警提示；接收的信号被遮蔽时不能正常定位，环境适应能力差以及定位精度不够高等缺点。 
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低成本高精度卫星导航定位接收机，它包括接收天线单元、射频单元、模数转换器和数字基带信号处理单元，接收天线单元的输出端依次通过射频单元和模数转换器与数字基带信号处理单元的输入端连接；所述的接收天线单元包括天线贴片、低噪声放大器a和滤波器a，天线贴片通过低噪声放大器a与滤波器a连接；射频单元包括低噪声放大器b、混频器、自动增益控制电路和滤波器b；数字基带信号处理单元包括前端处理模块和后端处理模块，前端处理模块包括射频信号预处理电路、捕获电路、跟踪电路、捕获跟踪共用逻辑控制电路和自检报警电路，射频信号预处理电路的输出端与捕获电路的一个输入端连接，捕获电路的输出端与跟踪电路的一个输入端连接，捕获跟踪共用逻辑控制电路的两个输出端分别与捕获电路的另一个输入端和跟踪电路的另一个输入端连接；后端处理模块包括定位解算模块、误差修正模块和组合导航处理模块。 
本实用新型还包括一个电源管理单元。
本实用新型还包括一个时钟产生单元。
本实用新型的有益效果是：
（1）采用捕获跟踪共用逻辑控制模块实现了捕获和跟踪功能的资源共享，减少了逻辑资源的使用，从而降低了接收机的功耗和成本；
（2）实时自检，并在出现硬件工作状态或卫星信号通道状态异常时及时给予报警提示，为用户提供了更智能和友好的操作；
（3）组合导航处理模块实现了卫星导航和惯性导航组合导航，在卫星导航受到影响时，接收机可以切换到惯性导航工作模式，保证了接收机导航定位工作的连续性，提高了接收机对环境的适应能力；
（4）在定位信号输出前进行误差修正，定位精度得到进一步提高。 
附图说明
图1为本实用新型结构示意方框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案：如图1所示，一种低成本高精度卫星导航定位接收机，它包括接收天线单元、射频单元、模数转换器和数字基带信号处理单元，接收天线单元的输出端依次通过射频单元和模数转换器与数字基带信号处理单元的输入端连接，它还包括一个电源管理单元和一个时钟产生单元，时钟产生单元和电源管理单元分别为接收机提供时钟和电源。接收天线单元包括天线贴片、低噪声放大器a和滤波器a，天线贴片通过低噪声放大器a与滤波器a连接；射频单元包括低噪声放大器b、混频器、自动增益控制电路和滤波器b；数字基带信号处理单元包括前端处理模块和后端处理模块，前端处理模块包括射频信号预处理电路、捕获电路、跟踪电路、捕获跟踪共用逻辑控制电路和自检报警电路，射频信号预处理电路的输出端与捕获电路的一个输入端连接，捕获电路的输出端与跟踪电路的一个输入端连接，捕获跟踪共用逻辑控制电路的两个输出端分别与捕获电路的另一个输入端和跟踪电路的另一个输入端连接；后端处理模块包括定位解算模块、误差修正模块和组合导航处理模块。 
低成本高精度卫星导航定位接收机的工作原理如下：接收天线单元将天线贴片接收到的卫星信号经过低噪声放大器LNA放大和滤波器a滤波，滤波后的信号送入射频单元，进行下变频处理，形成中频信号，中频信号被送入模数转换器进行数字采样，采样后的数字信号输入到数字基带信号处理单元的前端处理模块进行前端处理。前端处理包括预处理电路、捕获电路、跟踪电路和自检报警电路，分别对数字信号进行预处理、捕获、跟踪和自检报警操作。为了减少资源消耗，接收机采用捕获跟踪共用逻辑控制模块，实现了捕获和跟踪功能的资源共享，减少了逻辑资源的使用，从而降低了接收机的功耗和成本。自检报警电路在接收机工作过程中实时检测接收机硬件工作状态和卫星信号通道状态，一旦发现异常情况，立即发出警报，为接收机的使用提供了良好的操作性和安全性。数字基带信号处理单元的后端处理模块接收前端处理模块输出的卫星星历数据，对其进行解析和定位解算，求出用户的当前坐标位置。误差修正模块对定位解算结果进行进一步误差修正，提高了接收机的定位精度。卫星导航定位接收机的使用容易受到环境的影响，例如进入隧道或者周围有高大物体，此时可能对卫星信号产生遮蔽，进而影响到接收机的正常定位；惯性导航是一种自主式导航系统，不易受到干扰，可以和卫星导航形成很好的互补；两种导航技术的组合在某些应用场合，尤其是军用，具有明显优势，接收机后端处理模块中的组合导航处理模块实现了卫星导航和惯性导航的组合导航，在卫星导航受到影响时，接收机可以切换到惯性导航工作模式，不仅保证了接收机导航定位工作的连续性也增强了接收机的环境适应能力。

Claims (3)

1.一种低成本高精度卫星导航定位接收机，其特征在于：它包括接收天线单元、射频单元、模数转换器和数字基带信号处理单元，接收天线单元的输出端依次通过射频单元和模数转换器与数字基带信号处理单元的输入端连接；
所述的接收天线单元包括天线贴片、低噪声放大器a和滤波器a，天线贴片通过低噪声放大器a与滤波器a连接；射频单元包括低噪声放大器b、混频器、自动增益控制电路和滤波器b；数字基带信号处理单元包括前端处理模块和后端处理模块，前端处理模块包括射频信号预处理电路、捕获电路、跟踪电路、捕获跟踪共用逻辑控制电路和自检报警电路，射频信号预处理电路的输出端与捕获电路的一个输入端连接，捕获电路的输出端与跟踪电路的一个输入端连接，捕获跟踪共用逻辑控制电路的两个输出端分别与捕获电路的另一个输入端和跟踪电路的另一个输入端连接；后端处理模块包括定位解算模块、误差修正模块和组合导航处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高精度卫星导航定位接收机，其特征在于：它还包括一个电源管理单元。
3.根据权利要求1所述的一种低成本高精度卫星导航定位接收机，其特征在于：它还包括一个时钟产生单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103926600A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 航天科技控股集团股份有限公司 基于安卓系统的北斗双模卫星定位物联网智能车载影音导航系统的自检测方法及装置
CN109659666A (zh) * 2019-01-29 2019-04-19 深圳市集众思创科技有限公司 智能天线

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Granted publication date: 20120704

Pledgee: Xi'an hi tech Development Zone Guoxin micro credit Co., Ltd.

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TR01 Transfer of patent right

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