DE102012019986A1

DE102012019986A1 - Verfahren zur Inter-Channel-Bias-Kalibrierung in einem GNSS-Empfänger und zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE102012019986A1
Application number: DE102012019986A
Authority: DE
Inventors: Sheng-Yu Huang
Original assignee: MediaTek Inc
Current assignee: MediaTek Inc
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-06-06
Also published as: CN103135115B; US20130141280A1; US10107917B2; CN103135115A

Abstract

Verfahren zur Inter-Channel-Bias-(ICB-)Kalibrierung in einem Empfänger (40) eines globalen Navigationssystems (GNSS), wobei das Verfahren das Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-Funkfrequenz-(RF-)Signalen; das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110); das Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer Basisband-Verarbeitungseinheit (120); und das Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Inter-Channel-Bias, im Folgenden mit ICB bezeichnet, -Kalibrierung in einem Empfänger eines globalen Navigationssystems, im Folgenden als GNSS bezeichnet, und eine zugehörige Vorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 13.
Inzwischen wurden mehrere globale Satellitennavigationssysteme [GNSSe], wie z. B. das globale Positionierungssystem [GPS] und das globale Satellitennavigationssystem [GLONASS] entwickelt und zur kommerziellen Nutzung konzipiert. Die Navigationssatelliten der gleichen oder unterschiedlichen GNSSe können Funkfrequenz, nachfolgend als RF bezeichnet, -Signale zur Positionierung auf unterschiedlichen Frequenzbändern übertragen. Die GPS-Navigationssatelliten übertragenen z. B. RF-Signale auf zwei Frequenzbändern, etwa um 1575,42 MHz (L1-Frequenzband) bzw. 1227,6 MHz (L2-Frequenzband). Darüber hinaus übertragen die GLONASS-Navigationssatelliten RF-Signale auf voneinander unterschiedlichen Frequenzbändern. Ein GNSS-Empfänger, der mehrere GNSSe (z. B. GPS und GLONASS) unterstützt, kann RF-Signale von unterschiedlichen GNSSen gleichzeitig empfangen. Da die Navigationssatelliten RF-Signale auf unterschiedlichen Frequenzen übertragen, nachdem die empfangenen RF-Signale gefiltert wurden, unterscheiden sich jedoch die Gruppenlaufzeiten bzw. Gruppenverzögerungen bezüglich der empfangenen RF-Signale der unterschiedlichen Kanäle. Derartige unterschiedliche Gruppenverzögerungen induzieren frequenzabhängige Verzögerungen. Darüber hinaus weist der GNSS-Empfänger einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln der empfangenen RF-Signale in digitale Basisbandsignale und eine digitale Verarbeitungsschaltung zum Erzeugen eines Messergebnisses auf. Ein solches Element und eine derartige Schaltung induzieren ebenfalls unterschiedliche Hardware-/Software-Verarbeitungsverzögerungen.
Im Allgemeinen können die frequenzabhängigen Verzögerungen und die Hardware-/Software-Verarbeitungsverzögerungen in eine gemeinsame Zeitdauer und eine Delta- Zeitdauer unterteilt werden. Die gemeinsame Zeitdauer kann durch ein Empfängeruhr-Bias des GNSS-Empfängers kalibriert werden. Die Delta- Zeitdauer, die auch Inter-Channel-Bias bezeichnet wird, kann durch ein solches Empfängeruhr-Bias nicht kalibriert werden und kann die Positionsgenauigkeit des GNSS-Empfängers vermindern.
Es gibt unterschiedliche Lösungsansätze, die Positionierungsgenauigkeit eines bekannten GNSS-Empfängers zu verbessern. Ein erster Lösungsansatz ist die Verwendung von auf GNSS basierenden Navigationsinformationen um Gruppenverzögerungen auszugleichen, wie dies im US-Patent Nr. 6,608,998 B1 offenbart ist. Jedoch erfordert der erste Lösungsansatz zuerst das Empfangen von RF-Signalen von einem GNSS-System (z. B. GPS/GLONASS) für eine Kalibrierung. Ein zweiter Lösungsansatz besteht darin, eine zusätzliche Kalibrierungsschaltung hinzuzufügen, um ein Referenzsignal für eine Kalibrierung zu erzeugen, wie dies im US-Patent Nr. 6,266,007 offenbart ist. Jedoch erhöht der zweite Lösungsansatz die Kosten des GNSS-Empfängers. Ein dritter Lösungsansatz besteht darin, einen zusätzlichen Eingangs-Kalibrierungskanal hinzuzufügen, worin die empfangenen RF-Signale auf einer Signal-Zwischenfrequenz bandpassgefiltert werden, um Gruppenverzögerungen zu vermeiden, so dass die Gruppenverzögerungen von anderen Kanälen der GNSS-Systeme dementsprechend kalibriert werden können. Jedoch führt der dritte Lösungsansatz ebenfalls zu einer Erhöhung der Kosten des GNSS-Empfängers.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen GNSS-Empfänger bereitzustellen, der Inter-Channel-Bias für RF-Signale von unterschiedlichen Navigationssatelliten effektiv kalibrieren kann und Eigenschaften für eine rasche und kosteneffektive Kalibrierung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. 13 gelöst. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Wie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung genauer ersichtlich, umfasst das Verfahren ferner das Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-Funkfrequenz bzw. RF-Signalen; das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit; das Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer Basisband-Verarbeitungseinheit; und das Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias.
Ein zugehöriger GNSS-Empfänger umfasst: eine GNSS-Antenne zum Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen; eine RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit, die mit der GNSS-Antenne verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; eine Basisband-Verarbeitungseinheit, die mit der Eingangs-Verarbeitungseinheit verbunden ist, zum Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; und eine Inter-Channel-Bias, im Folgenden mit ICB bezeichnet, -Kalibrierungseinheit, die mit der Basisband-Verarbeitungseinheit verbunden ist, zum Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias. Der besagte GNSS-Empfänger berechnet letztlich eine Navigationslösung unter Verwendung der kalibrierten Messergebnisse.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften GNSS-Empfängers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit,
3 ein Ablaufdiagramm für einen beispielhaften Prozess zur Kalibrierung von Inter-Channel-Bias gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
4 eine schematische Darstellung eines GNSS-Empfängers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Nachfolgend wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese Beschreibung erfolgt zum Zwecke der Darstellung der allgemeinen Prinzipien der Erfindung und sollte nicht einschränkend aufgefasst werden. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die angefügten Ansprüche definiert.
Es wird auf 1 Bezug genommen. 1 ist eine schematische Darstellung eines Empfängers 10 eines globalen Satellitennavigationssystems [GNSS] gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der GNSS-Empfänger 10 umfasst eine GNSS-Antenne 100, eine Funkfrequenz, im Folgenden als RF bezeichnet, -Eingangs-Verarbeitungseinheit 110, eine Basisband-Verarbeitungseinheit 120, eine Inter-Channel-Bias, im Folgenden als ICB bezeichnet, -Kalibrierungseinheit 130, einen nichtflüchtigen Speicher 140 und einen Wärmesensor 150. Die GNSS-Antenne 100 kann GNSS-RF-Signale RF_SIG, wie z. B. Signale des GPS, GLONASS, des Europäischen Satellitennavigationssystems [GALILEO] oder des chinesischen Beidou-Satellitennavigationssystems [COMPASS], empfangen. Die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110, die mit der GNSS-Antenne 100 verbunden ist, wird zum Umwandeln des von der GNSS-Antenne 100 empfangenen GNSS-RF-Signals RF_SIG in GNSS-Basisbandsignale verwendet. Die Basisband-Verarbeitungseinheit 120, die mit der Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 verbunden ist, wird zum Erzeugen eines Messergebnisses M_RST aus den GNSS-Basisbandsignalen verwendet. Die ICB-Kalibrierungseinheit 130, die mit der Basisband-Verarbeitungseinheit 120 verbunden ist, wird zum Kalibrieren des Messergebnisses M_RST durch eine im nichtflüchtigen Speicher 140 gespeicherte Kalibrierungstabelle 132 verwendet. Die ICB-Kalibrierungstabelle 132 umfasst vorgegebene Inter-Channel-Bias mit verschiedenen Temperaturwerten, worin die vorgegebenen Inter-Channel-Bias im Voraus erreicht wurden. Der Wärmesensor 150, der mit der ICB-Kalibrierungseinheit 130 verbunden ist, wird zum Erfassen einer Temperatur in der Nähe des GNSS-Empfängers 10 und zum Übertragen eines Temperaturwerts T gemäß dem erfassten Ergebnis zur ICB-Kalibrierungseinheit 130 verwendet.
Es wird auf 2 Bezug genommen. 2 ist eine schematische Darstellung von Details der in 1 gezeigten RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110. Die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 umfasst eine analoge Eingangsschaltung 1100 und eine digitale Eingangsschaltung 1120. Die analoge Eingangsschaltung 1100 umfasst einen rauscharmen Verstärker 1102, einen ersten Frequenzabwärtswandler 1104, einen breitbandigen komplexen Bandpassfilter 1106 und einen Analog-Digital-Signalwandler 1108. Der rauscharme Verstärker 1102 wird zum Verstärken des empfangenen GNSS-RF-Signals RF_SIG verwendet, das sehr schwach sein kann, nachdem es durch die GNSS-Antenne 100 empfangen wurde. Der erste Frequenzabwärtswandler 1104, der mit dem rauscharmen Verstärker 1102 verbunden ist, wird zum Umwandeln von Trägerfrequenzen des GNSS-RF-Signals RF_SIG in Zwischenfrequenzen verwendet. Der erste Frequenzabwärtswandler 1104 umfasst insbesondere einen RF-seitigen Oszillator 1112 und einen ersten Mischer 1110. Der erste Mischer 1110 verbindet die verstärkten GNSS-RF-Signals RF_SIG und die vom RF-seitigen Oszillator 1112 erzeugten Signale zu analogen GNSS-Zwischenfrequenz, im Folgenden als ZF bezeichnet, -Signalen. Der breitbandige komplexe Bandpassfilter 1106, der mit dem ersten Frequenzabwärtswandler 1104 verbunden ist, wird zum Extrahieren und Passierenlassen der analogen GNSS-ZF-Signale verwendet. Die Bandbreite des breitbandigen komplexen Bandpassfilters 1106 wird gemäß der Frequenz der Signale aus dem RF-seitigen Oszillator 1112 und den Frequenzen der GNSS-RF-Signals RF_SIG bestimmt. Der Analog-Digital-Signalwandler 1108, der mit dem breitbandigen komplexen Bandpassfilter 1106 verbunden ist, wird zum Umwandeln der gefilterten analogen GNSS-ZF-Signale in digitale GNSS-ZF Signale ZF_SIG verwendet. Die digitale Eingangsschaltung 1120 umfasst eine digitale GPS-Eingangsschaltung 1120a, eine digitale GLONASS-Eingangsschaltung 1120b, eine digitale GALILEO-Eingangsschaltung 1120c und eine digitale COMPASS-Eingangsschaltung 1120d, die jeweils einen zweiten Frequenzabwärtswandler 1122a/1122b/1122c/1122d und einen schmalbandigen komplexen Tiefpassfilter 1124a/1124b/1124c/1124d umfassen. Hierbei sei angemerkt, dass die digitalen Eingangsschaltungen für weitere GNSS-Systeme oder andere Kanäle des gleichen GNSS-Systems (z. B. Kanäle, die zu unterschiedlichen Frequenzbändern des GLONASS korrespondieren) hierin vorgesehen werden können. Der zweite Frequenzabwärtswandler 1122a, der mit dem Analog-Digital-Signalwandler 1108 verbunden ist, wird zum Umwandeln der Zwischenfrequenzen der digitalen GNSS-ZF-Signale ZF_SIG in Basisbandfrequenzen verwendet. Der zweite Frequenzabwärtswandlers 1122a umfasst insbesondere einen lokalen GPS-Oszillator 1126a und einen GPS-BasisbandMischer 1128a. Der GPS-BasisbandMischer 1128a verbindet die digitalen GNSS-ZF-Signale ZF_SIG und die vom lokalen GPS-Oszillator 1126a erzeugten GPS-Oszillatorsignale zu GNSS-Basisbandsignalen GNSS_B_GPS. Der schmalbandige komplexe Tiefpassfilter 1124a, der mit dem zweiten Frequenzabwärtswandler 1122a verbunden ist, wird zum Extrahieren und Passierenlassen von GPS-Komponenten der GNSS-Basisbandsignale GNSS_B_GPS zu GPS-Basisbandsignalen GPS_B verwendet. Die Bandbreite des schmalbandigen komplexen Tiefpassfilters 1124a wird gemäß der Frequenz der Signale aus dem lokalen GPS-Oszillator 1126a und den Frequenzen der digitalen GNSS-ZF-Signale ZF_SIG bestimmt. Gleichermaßen wird die digitale GLONASS-Eingangsschaltung 1120b zum Umwandeln der digitalen GNSS-ZF-Signale ZF_SIG in GLONASS-Basisbandsignale GLO_B verwendet; die digitale GALILEO-Eingangsschaltung 1120c wird zum Umwandeln der digitalen GNSS-ZF-Signale ZF_SIG in GALILEO-Basisbandsignale GAL_B verwendet und die digitale COMPASS-Eingangsschaltung 1120d wird zum Umwandeln der digitalen GNSS-ZF-Signale ZF_SIG in COMPASS-Basisbandsignale COMP_B verwendet. Danach empfängt die Basisband-Verarbeitungseinheit 120, die in 1 dargestellt ist, die GPS-Basisbandsignale GPS_B, die GLONASS-Basisbandsignale GLO_B, die GALILEO-Basisbandsignale GAL_B und die COMPASS-Basisbandsignale COMP_B zum entsprechenden Erzeugen des Messergebnisses.
Die Inter-Channel-Bias im GNSS-Empfänger 10 können einen signifikanten Positionierungsfehler verursachen. Daher muss das Messergebnis kalibriert werden, um den Positionierungsfehler zu reduzieren. Es wird auf 3 Bezug genommen. 3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 30 zum Kalibrieren von Inter-Channel-Bias gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Prozess 30 wird von der ICB-Kalibrierungseinheit 130 ausgeführt, um die im GNSS-Empfänger 10 vorhandenen Inter-Channel-Bias zu kalibrieren. Der Prozess 30 umfasst die nachfolgenden Schritte:
Schritt 300: Empfange das von der Basisband-Verarbeitungseinheit 120 bereitgestellte Messergebnis für die GNSS-Systeme.
Schritt 302: Lese den vom Wärmesensor 150 erfassten Temperaturwert.
Schritt 304: Verwende die ICB-Kalibrierungstabelle 132 zum Kalibrieren der Inter-Channel-Bias.
Im Schritt 300 empfängt die ICB-Kalibrierungseinheit 130 das Messergebnis für die GNSS-Systeme (d. h. GPS, GLONASS, GALILEO und COMPASS), das von der Basisband-Verarbeitungseinheit 120 bereitgestellt wird. Im Schritt 302 liest die ICB-Kalibrierungseinheit 130 den Temperaturwert T, der vom Wärmesensor 150 erfasst wurde. Im Schritt 304 verwendet die ICB-Kalibrierungseinheit 130 die ICB-Kalibrierungstabelle 132, um die Inter-Channel-Bias zu kalibrieren. Genauer gesagt verwendet die ICB-Kalibrierungseinheit 130 die momentane Temperatur, um die ICB-Kalibrierungstabelle 132 abzufragen, um vorgegebene Inter-Channel-Bias ICB_DET zu erhalten, die zum Temperaturwert T korrespondieren, um die Inter-Channel-Bias zu kalibrieren, die infolge von Gruppenlaufzeitschwankungen bei den GNSS-RF-Signalen RF_SIG induziert werden. Die Gruppenlaufzeiten im GNSS-Empfänger 10 setzen sich aus analogen Eingangs-Gruppenlaufzeiten und digitalen Eingangs-Gruppenlaufzeiten zusammen. Genauer gesagt führt die Verarbeitung in der analogen Eingangsschaltung 1100 zu den analogen Eingangs-Gruppenlaufzeiten und die Verarbeitung in der digitalen Eingangsschaltung 1120 führt zu den digitalen Eingangs-Gruppenlaufzeiten. Mit einer geeigneten Auslegung des breitbandigen komplexen Bandpassfilters 1106 sind die analogen Eingangs-Gruppenlaufzeiten unter allen Frequenzbändern der empfangenen GNSS-RF-Signale RF_SIG fast die gleichen (d. h. die analogen Eingangs-Gruppenlaufzeiten weisen eine kleine Abweichung auf, die vernachlässigt werden kann), während die digitalen Eingangs-Gruppenlaufzeiten aufgrund der Schmalbandfilterung schwanken, wodurch große Inter-Channel-Bias verursacht werden. Jedoch sind die Laufzeiten für jede digitale Eingangsschaltung deterministisch. Solange die schmalbandigen komplexen Tiefpassfilter 1124a/1124b/1124c/1124d angebracht sind, können die zu den verschiedenen Temperaturwerten korrespondierenden vorgegebenen Inter-Channel-Bias zum Kalibrieren der Inter-Channel-Bias im GNSS-Empfänger 10 verwendet werden.
Die ICB-Kalibrierungstabelle 132 der Erfindung kann durch mehrere Methoden vorgegeben werden. Als erstes kann die ICB-Kalibrierungstabelle 132 gemäß theoretischen oder simulierten Inter-Channel-Bias vorgegeben werden. Im Entwicklungsstadium eines integrierten Schaltkreises weisen die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 und die Basisband-Verarbeitungseinheit 120 ihre eigenen simulierten Informationen mit GNSS-Band-Gruppenverzögerungen und Verarbeitungsverzögerungen für alle Typen von GNSS-Bändern (d. h. GPS, GLONASS, GALILEO und COMPASS) auf. Die simulierten Informationen sind aus digitalen und analogen Anteilen zusammengesetzt. Der simulierte Fehler für den digitalen Anteil kann vernachlässigt werden, weil das simulierte Ergebnis für den digitalen Anteil identisch zum Messergebnis der integrierten Schaltung ist. Solange die Bandbreite des breitbandigen komplexen BPF 1106 für den analogen Anteil breit genug ist, sind die Gruppenlaufzeitschwankungen für alle GNSS-Bändern schmal genug, um vernachlässigt zu werden. Basierend auf den oben genannten Gründen können die theoretischen oder simulierten Inter-Channel-Bias zur Ermittlung der ICB-Kalibrierungstabelle 132 verwendet werden. Die ICB-Kalibrierungstabelle 132 ist vorzugsweise über einen interessierenden Temperaturbereich vorgegeben.
Als zweites wird die ICB-Kalibrierungstabelle 132 gemäß einer GNSS-RF-Signal-Empfangssimulation, zum Beispiel durch einen GNSS-Simulator, vorgegeben. Die ideale Übertragungszeit von simulierten GNSS-RF-Signalen, die durch den GNSS-Simulator erzeugt wird, kann durch den GNSS-Simulator erreicht werden und die gemessene Übertragungszeit kann vom GNSS-Empfänger berechnet werden, so dass die vorgegebenen Inter-Channel-Bias durch Vergleichen der gemessenen Übertragungszeit mit der idealen Sendezeit erhalten werden können und die ICB-Kalibrierungstabelle 132 kann dementsprechend vorgegeben werden.
Als drittes wird die ICB-Kalibrierungstabelle 132 gemäß einer Schätzung von Referenzsignal-Gruppenlaufzeiten vorgegeben. Es wird auf 4 Bezug genommen. 4 ist eine schematische Ansicht eines GNSS-Empfängers 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie der GNSS-Empfänger 10, umfasst der GNSS-Empfänger 40 ebenfalls die GNSS-Antenne 100, die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110, die Basisband-Verarbeitungseinheit 120, die ICB-Kalibrierungseinheit 130, den nichtflüchtigen Speicher 140 und den Wärmesensor 150. Darüber hinaus umfasst der GNSS-Empfänger 40 einen Mikroprozessor 400, einen GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator 460 und einen Referenz-ICB-Generator 480. Der GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator 460 umfasst einen GNSS-Referenzcodegenerator 462, eine RF-Verarbeitungseinheit 470 und eine Antenne 472. Der GNSS-Referenzcodegenerator 462 wird zum Erzeugen von GNSS-Referenzcodes GNSS_C (z. B. GPS-, GLONASS-, GALILEO- oder COMPASS-Codes) verwendet. Informationen zur Erzeugung der GNSS-Referenzcodes GNSS_C können vorab festgelegt und/oder im nichtflüchtigen Speicher 140 gespeichert werden. Hierbei sei angemerkt, dass in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der GNSS-Referenzcodegenerator mit den lokalen GPS-, GLONASS-, GALILEO- und COMPASS-Codegeneratoren (in 4 nicht dargestellt) im GNSS-Empfänger 40 gemeinsam genutzt werden kann. Die RF-Verarbeitungseinheit 470, die mit den GNSS-Referenzcodegenerator 462 verbunden ist, wird zum Erzeugen von GNSS-Referenz-RF-Signalen RF_REF gemäß den GNSS-Referenzcodes GNSS_C verwendet. Die RF-Verarbeitungseinheit 470 kann Eingangsschaltungen eines RF-Senders für verschiedene drahtlose Systeme, wie zum Beispiel einen Digital-Analog-Wandler (DAC), einen Mischer, Synthesizer, usw. verwenden. Ein Beispiel der RF-Verarbeitungseinheit 470 kann diese Schaltungen mit einem FM-Sender gemeinsam benutzen, der die durch den Mikroprozessor 400 gesteuerten spezifischen Kalibrierungsträger mit den GNSS-Referenzcodes auf GNSS-Referenz-RF-Signale RF_REF moduliert. Alternativ kann die RF-Verarbeitungseinheit 470 auch die Schaltungen mit einem WiFi-Sender, einem Bluetooth-Sender, einem UMTS-Sender, usw. gemeinsam verwenden. Die Antenne 472, die mit der RF-Verarbeitungseinheit 470 verbunden ist, kann die GNSS-Referenz-RF-Signale RF_REF zum Empfang für die GNSS-Antenne 100 aussenden. Ein Referenz-Messergebnis M_RST_REF wird gemäß den empfangenen GNSS-Referenz-RF-Signalen RF_REF durch die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 und die Basisband-Verarbeitungseinheit 120 erzeugt. Der Referenz-ICB-Generator 480 vergleicht die Differenz der Übertragungsverzögerung zwischen dem Referenz-Messergebnis M_RST_REF und den GNSS-Referenz-RF-Signalen RF_REF. Danach werden die vorgegebenen Inter-Channel-Bias entsprechend erhalten, so dass die ICB-Kalibrierungstabelle 132 bestimmt ist.
Im Betrieb des GNSS-Empfängers 40 schaltet der GNSS-Empfänger 40 zuerst den GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator 460 ein, um einen GNSS-Referenz-RF-Signal-Erzeugungsprozess zu starten. Der GNSS-Referenzcodegenerator 462, der durch den Mikroprozessor 400 gesteuert wird, liest die im nichtflüchtigen Speicher 140 gespeicherten Informationen und erzeugt dementsprechend die GNSS-Referenzcodes GNSS C und moduliert die GNSS-Referenzcodes GNSS C auf die GNSS-Referenz-RF-Signale RF_REF gemäß der Funktionalität der RF-Verarbeitungseinheit 470 (z. B. WiFi/Bluetooth/FM). Die GNSS-Referenz-RF-Signale RF_REF werden von der Antenne 472 gesendet und danach von der GNSS-Antenne 100 empfangen. Hierbei sei angemerkt, dass, da die Übertragungszeit über die Luft eine gemeinsame Latenzzeit für die GNSS-Referenz-RF-Signale RF_REF ist, diese keine Schwierigkeiten für die Kalkulation des Inter-Channel-Bias verursacht. Die GNSS-Referenz-RF-Signale RF_REF werden durch die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 und die Basisband-Verarbeitungseinheit 120 in das Referenz-Messergebnis M_RST_REF umgewandelt. Der Referenz-ICB-Generator 480 vergleicht die Differenz der Übertragungsverzögerung zwischen dem Referenz-Messergebnis M_RST_REF und den GNSS-Referenz-RF-Signalen RF_REF, so dass die vorgegebenen Inter-Channel-Bias erhalten werden, und die vorgegebene ICB-Kalibrierungstabelle 132 dementsprechend bestimmt ist.
Hierbei sei angemerkt, dass der GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator 460 im GNSS-Empfänger 40 mit der gleichen Uhr wie die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 und die Basisband-Verarbeitungseinheit 120 arbeitet, um die Uhrabweichung zwischen dem GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator 460, der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 und der Basisband-Verarbeitungseinheit 120 zu vermeiden, die zu einem ICB-Bewertungsfehler beitragen kann, und die RAF-Verarbeitungseinheit 470 kleine Schwankungen der Gruppenlaufzeit über das interessierende Frequenzband aufweist, so dass ein ICB-Bewertungsfehler vermieden wird.
Als viertes wird die ICB-Kalibrierungstabelle 132 durch Konfigurieren einer digitalen Eingangsschaltung der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit 110 als Kalibrierungskanal und Vergleichen der Übertragungsverzögerungen der GNSS-Signale durch den Kalibrierungskanal den normalen Kanal (d. h. die digitale GNSS-Eingangsschaltung, die nicht als Kalibrierungskanal verwendet wird) erhalten. In der vorliegenden Erfindung kann die digitale GPS-Eingangsschaltung 1120a, die digitale GLONASS-Eingangsschaltung 1120b, die digitale GALILEO-Eingangsschaltung 1120c oder die digitale COMPSS-Eingangsschaltung 1120d als Kalibrierungskanal verwendet werden. GNSS-Signale, die kalibriert werden müssen, müssen den Kalibrierungskanal passieren. Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der digitalen GPS-Eingangsschaltung 1120a als Kalibrierungskanal und das Passieren von GLONASS-Signalen, die durch die digitale GPS-Eingangsschaltung 1120a zu kalibrieren sind. Der lokale GPS-Oszillator 1126a der digitalen GPS-Eingangsschaltung 1120a ist mit einer fixen ZF (oder Null-ZF) für alle Bänder von GLONASS-Signalen eingestellt, so dass die Gruppenverzögerungen aller Bänder von GLONASS-Signalen gleich sind. Nach dem Passieren des normalen Kanals sind hingegen die Gruppenverzögerungen aller Bänder von GLONASS-Signalen unterschiedlich. Daher können die Inter-Channel-Bias der GLONASS-Signale durch Vergleichen der Differenz der Übertragungsverzögerungen zwischen den GLONASS-Signalen durch den Kalibrierungskanal und den GLONASS-Signalen durch den normalen Kanal erhalten werden, und die ICB-Kalibrierungstabelle für die GLONASS-Signale gemäß den erhaltenen Inter-Channel-Bias vorgegeben werden.
Zusammenfassend ist festzustellen: Gemäß den vorgeschriebenen Ausführungsbeispielen kann der in der vorliegenden Erfindung vorgesehene GNSS-Empfänger die Inter-Channel-Bias sofort kalibrieren, weil die ICB-Kalibrierungstabelle vorab festgelegt werden kann. Zumindest ein weiterer Vorzug des GNSS-Empfängers der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Inter-Channel-Bias ohne Hinzufügen einer Schaltung als Kalibrierungskanal kalibriert werden können, so dass die System-Komplexität reduziert ist und Fertigungskosten eingespart werden.
Der Vollständigkeit halber sind die verschiedenen Aspekte der Erfindung in den nachfolgenden nummerierten Klauseln aufgestellt:
Klausel 1: Verfahren zur Inter-Channel-Bias, im Folgenden mit ICB bezeichnet, -Kalibrierung in einem Empfänger eines globalen Navigationssystems, im Folgenden als GNSS bezeichnet, das folgende Schritte umfasst:
Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-Funkfrequenz-Signalen, im Folgenden als GNSS-RF-Signale bezeichnet;
Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit;
Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer Basisband-Verarbeitungseinheit; und
Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias.
Klausel 2: Verfahren nach Klausel 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit umfasst:
Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung einer analogen Eingangsschaltung; und
Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer digitalen Eingangsschaltung.
Klausel 3: Verfahren nach Klausel 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung einer analogen Eingangsschaltung umfasst:
Verstärken der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen unter Verwendung eines rauscharmen Verstärkers;
Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung eines ersten Frequenzabwärtswandlers;
Filtern der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung eines breitbandigen komplexen Bandpassfilters; und
Umwandeln der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung eines Analog-Digital-Signalwandlers.
Klausel 4: Verfahren nach Klausel 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer digitalen Eingangsschaltung umfasst:
Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS- Basisbandsignalen unter Verwendung einer Mehrzahl von zweiten Frequenzabwärtswandlern; und
Filtern der Mehrzahl von GNSS- Basisbandsignalen unter Verwendung einer Mehrzahl von schmalbandigen komplexen Tiefpassfiltern.
Klausel 5: Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß einer Mehrzahl von theoretischen oder simulierten Inter-Channel-Bias erhalten wird.
Klausel 6: Verfahren nach nach einer der Klauseln 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß eines Ergebnisses von zumindest einer GNSS-RF-Signal-Empfangssimulation erhalten wird.
Klausel 7: Verfahren nach nach einer der Klauseln 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß den nachfolgenden Schritten erhalten wird:
Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenzcodes unter Verwendung eines GNSS-Referenzcodegenerators;
Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen gemäß der Mehrzahl von GNSS-Referenzcodes unter Verwendung einer Funkverarbeitungseinheit;
Senden der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen;
Empfangen der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen über eine Luftübertragung;
Erzeugen eines Referenz-Messergebnisses über die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit und die Basisband-Verarbeitungseinheit gemäß der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen; und
Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen dem Referenz-Messergebnis und den GNSS-Referenz-RF-Signalen unter Verwendung eines Referenz-ICB-Generators.
Klausel 8: Verfahren nach nach einer der Klauseln 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias durch Konfigurieren eines Kalibrierungskanals von der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit und Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch den Kalibrierungskanal und der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch einen normalen Kanal der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit erhalten wird.
Klausel 9: Verfahren nach nach einer der Klauseln 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias zumindest zu einem Temperaturwert korrespondiert.
Klausel 10: Verfahren nach Klausel 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperaturwert unter Verwendung eines Wärmesensors erhalten wird.
Klausel 11: Verfahren nach nach einer der Klauseln 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias in einer ICB-Kalibrierungstabelle gespeichert wird;
wobei die ICB- Kalibrierungstabelle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird.
Klausel 12: Verfahren nach nach einer der Klauseln 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen Signale einer der folgenden Signalgruppen umfasst: eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Positionierungssystems [GPS], eine Mehrzahl von RF-Signalen des europäischen Satellitennavigationssystems [GALILEO], eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Satellitennavigationssystems [GLONASS] und eine Mehrzahl von RF-Signalen des chinesischen Beidou-Satellitennavigationssystems [COMPASS].
Klausel 13: Empfänger für ein globales Satellitennavigationssystem, im Folgenden als GNSS-Empfänger bezeichnet, umfassend:
eine GNSS-Antenne zum Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen;
eine mit der GNSS-Antenne verbundene RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen;
eine mit der Eingangs-Verarbeitungseinheit verbundene Basisband-Verarbeitungseinheit zum Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; und
eine Inter-Channel-Bias, im Folgenden mit ICB bezeichnet, -Kalibrierungseinheit, die mit der Basisband-Verarbeitungseinheit verbunden ist, zum Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias.
Klausel 14: GNSS-Empfänger nach Klausel 13, dadurch gekennzeichnet, dass die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit umfasst:
eine analoge Eingangsschaltung zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen; und
eine digitale Eingangsschaltung, die mit der analogen Eingangsschaltung verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen.
Klausel 15: GNSS-Empfänger nach Klausel 14, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Eingangsschaltung umfasst:
einen rauscharmen Verstärker zum Verstärken der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen;
einen ersten Frequenzabwärtswandler, der mit dem rauscharmen Verstärker verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen;
einen breitbandigen komplexen Bandpassfilter, der mit dem ersten Frequenzabwärtswandler verbunden ist, zum Filtern der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen; und
einen Analog-Digital-Signalwandler, der mit dem komplexen Breitband-Bandpassfilter verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen.
Klausel 16: GNSS-Empfänger nach Klausel 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Eingangsschaltung umfasst:
eine Mehrzahl von zweiten Frequenzabwärtswandlern zum Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; und
eine Mehrzahl von schmalbandigen komplexen Tiefpassfiltern, von denen jeder mit einem aus der Mehrzahl von zweiten Frequenzabwärtswandlern verbunden ist, zum Filtern der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen.
Klausel 17: GNSS-Empfänger nach einer der Klauseln 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß einer Mehrzahl von theoretischen oder simulierten Inter-Channel-Bias erhalten wird.
Klausel 18: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß eines Ergebnisses aus zumindest einer GNSS-RF-Signal-Empfangssimulation erhalten wird.
Klausel 19: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner umfasst:
einen GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator, umfassend:
einen GNSS-Referenzcodegenerator zum Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenzcodes;
eine Funk-Verarbeitungseinheit, die mit dem GNSS-Referenzcodegenerator verbunden ist, zum Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen gemäß der Mehrzahl von GNSS-Codes; und
eine Funkantenne, die mit der Funk-Verarbeitungseinheit verbunden ist, zum Senden der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen; und
einen Referenz-ICB-Generator, der mit der Basisband-Verarbeitungseinheit verbunden ist, zum Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen einem Referenz-Messergebnis und der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen und zum entsprechenden Erhalten der Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias;
wobei das Referenz-Messergebnis gemäß der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen erzeugt wird, die durch die GNSS-Antenne über eine Luftübertragung empfangen werden und von der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit und der Basisband-Verarbeitungseinheit umgewandelt werden.
Klausel 20: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Inter-Channel-Bias durch Konfigurieren eines Kalibrierungskanals von der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit und Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch den Kalibrierungskanal und der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch einen normalen Kanal der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit erhalten wird.
Klausel 21: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias zumindest zu einem Temperaturwert korrespondiert.
Klausel 22: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner umfasst:
einen Wärmesensor, der mit der ICB-Kalibrierungseinheit verbunden ist, zum Erhalten des zumindest einen Temperaturwerts.
Klausel 23: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner umfasst:
eine ICB-Kalibrierungstabelle zum Speichern der vorgegebenen Inter-Channel-Bias;
und
einen nichtflüchtigen Speicher zum Speichern der ICB-Kalibrierungstabelle.
Klausel 24: GNSS-Empfänger nach nach einer der Klauseln 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen Signale einer der folgenden Signalgruppen umfasst: eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Positionierungssystems [GPS], eine Mehrzahl von RF-Signalen des europäischen Satellitennavigationssystems [GALILEO], eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Satellitennavigationssystems [GLONASS] und eine Mehrzahl von RF-Signalen des chinesischen Beidou-Satellitennavigationssystems [COMPASS].
Alle Kombinationen und Unterkombinationen der oben beschriebenen Merkmale gehören ebenfalls zu Erfindung.
Zusammenfassend ist festzustellen:
Ein Verfahren zur Inter-Channel-Biss-(ICB-)Kalibrierung in einem Empfänger (40) eines globalen Navigationssystems (GNSS) wird bereitgestellt, wobei das Verfahren das Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-Funkfrequenz-(RF-)Signalen; das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110); das Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer Basisband-Verarbeitungseinheit (120); und das Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias umfasst.
Zur Ergänzung der schriftlichen Offenbarung wird hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 4 verwiesen.
Bezugszeichenliste

10: Empfänger
30: Prozess
40: Empfänger
110: RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit
120: Basisband-Verarbeitungseinheit
130: ICB-Kalibrierungseinheit
132: ICB-Kalibrierungstabelle
140: nichtflüchtiger Speicher
150: Wärmesensor
1100: analoge Eingangsschaltung
1102: rauscharmer Verstärker
1104: erster Frequenzabwärtswandler
1106: Bandpassfilter
1108: Analog-Digital-Signalwandler
1110: erster Mischer
1112: Oszillator
1120a: GPS-Eingangsschaltung
1120b: GLONASS-Eingangsschaltung
1120c: GALILEO-Eingangsschaltung
1120d: COMPASS-Eingangsschaltung
1122a, 1122b, 1122c, 1122d: zweite Frequenzabwärtswandler
1124a, 1124b, 1124c, 1124d: Tiefpassfilter
1126a: lokaler GPS-Oszillator
1128a: GPS-BasisbandMischer
400: Mikroprozessor
460: GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator
462: GNSS-Referenzcodegenerator
470: RF-Verarbeitungseinheit
472: Antenne
480: Referenz-ICB-Generator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6608998 B1 [0004]
US 6266007 [0004]

Claims

Verfahren zur Inter-Channel-Bias, im Folgenden mit ICB bezeichnet, -Kalibrierung in einem Empfänger (40) eines globalen Navigationssystems, im Folgenden als GNSS bezeichnet, das folgende Schritte umfasst: Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-Funkfrequenz-Signalen, im Folgenden als GNSS-RF-Signale bezeichnet; Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110); Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer Basisband-Verarbeitungseinheit (120); und gekennzeichnet ist durch: Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) umfasst: Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung einer analogen Eingangsschaltung (1100); und Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer digitalen Eingangsschaltung (1120).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung einer analogen Eingangsschaltung (1100) umfasst: Verstärken der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen unter Verwendung eines rauscharmen Verstärkers (1102); Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung eines ersten Frequenzabwärtswandlers (1104) Filtern der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung eines breitbandigen komplexen Bandpassfilters (1106); und Umwandeln der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen unter Verwendung eines Analog-Digital-Signalwandlers (1108).
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen unter Verwendung einer digitalen Eingangsschaltung (1120) umfasst: Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS- Basisbandsignalen unter Verwendung einer Mehrzahl von zweiten Frequenzabwärtswandlern (1122a, 1122b, 1122c, 1122d); und Filtern der Mehrzahl von GNSS- Basisbandsignalen unter Verwendung einer Mehrzahl von schmalbandigen komplexen Tiefpassfiltern (1124a, 1124b, 1124c, 1124d).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß einer Mehrzahl von theoretischen oder simulierten Inter-Channel-Bias erhalten wird.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß eines Ergebnisses von zumindest einer GNSS-RF-Signal-Empfangssimulation erhalten wird.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß den nachfolgenden Schritten erhalten wird: Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenzcodes unter Verwendung eines GNSS-Referenzcodegenerators (462); Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen gemäß der Mehrzahl von GNSS-Referenzcodes unter Verwendung einer Funkverarbeitungseinheit (470); Senden der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen; Empfangen der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen über eine Luftübertragung; Erzeugen eines Referenz-Messergebnisses über die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) und die Basisband-Verarbeitungseinheit (120) gemäß der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen; und Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen dem Referenz-Messergebnis und den GNSS-Referenz-RF-Signalen unter Verwendung eines Referenz-ICB-Generators (480).
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias durch Konfigurieren eines Kalibrierungskanals von der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) und Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch den Kalibrierungskanal und der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch einen normalen Kanal der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) erhalten wird.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias zumindest zu einem Temperaturwert korrespondiert.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperaturwert unter Verwendung eines Wärmesensors (150) erhalten wird.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias in einer ICB-Kalibrierungstabelle (132) gespeichert wird; wobei die ICB- Kalibrierungstabelle (132) in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen Signale einer der folgenden Signalgruppen umfasst: eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Positionierungssystems [GPS], eine Mehrzahl von RF-Signalen des europäischen Satellitennavigationssystems [GALILEO], eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Satellitennavigationssystems [GLONASS] und eine Mehrzahl von RF-Signalen des chinesischen Beidou-Satellitennavigationssystems [COMPASS].
Empfänger (40) für ein globales Satellitennavigationssystem, im Folgenden als GNSS-Empfänger (40) bezeichnet, umfassend: eine GNSS-Antenne (100) zum Empfangen einer Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen; eine mit der GNSS-Antenne (100) verbundene RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; eine mit der Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) verbundene Basisband-Verarbeitungseinheit (120) zum Erzeugen eines Messergebnisses gemäß der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; und gekennzeichnet durch: eine Inter-Channel-Bias, im Folgenden mit ICB bezeichnet, -Kalibrierungseinheit (130), die mit der Basisband-Verarbeitungseinheit (120) verbunden ist, zum Kalibrieren des Messergebnisses unter Verwendung einer Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias.
GNSS-Empfänger (40) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) umfasst: eine analoge Eingangsschaltung (1100) zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen; und eine digitale Eingangsschaltung (1120), die mit der analogen Eingangsschaltung (1100) verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen.
GNSS-Empfänger (40) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Eingangsschaltung (1100) umfasst: einen rauscharmen Verstärker (1102) zum Verstärken der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen; einen ersten Frequenzabwärtswandler (1104), der mit dem rauscharmen Verstärker (1102) verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen in eine Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen; einen breitbandigen komplexen Bandpassfilter (1106), der mit dem ersten Frequenzabwärtswandler (1104) verbunden ist, zum Filtern der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen; und einen Analog-Digital-Signalwandler (1108), der mit dem breitbandigen komplexen Bandpassfilter (1106) verbunden ist, zum Umwandeln der Mehrzahl von analogen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen.
GNSS-Empfänger (40) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Eingangsschaltung (1120) umfasst: eine Mehrzahl von zweiten Frequenzabwärtswandlern (1122a, 1122b, 1122c, 1122d) zum Umwandeln der Mehrzahl von digitalen GNSS-ZF-Signalen in die Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen; und eine Mehrzahl von schmalbandigen komplexen Tiefpassfiltern (1124a, 1124b, 1124c, 1124d), von denen jeder mit einem aus der Mehrzahl von zweiten Frequenzabwärtswandlern (1122a, 1122b, 1122c, 1122d) verbunden ist, zum Filtern der Mehrzahl von GNSS-Basisbandsignalen.
GNSS-Empfänger (40) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß einer Mehrzahl von theoretischen oder simulierten Inter-Channel-Bias erhalten wird.
GNSS-Empfänger (40) nach nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias gemäß eines Ergebnisses aus zumindest einer GNSS-RF-Signal-Empfangssimulation erhalten wird.
GNSS-Empfänger (40) nach nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner umfasst: einen GNSS-Referenz-RF-Signalgenerator (460), umfassend: einen GNSS-Referenzcodegenerator (462) zum Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenzcodes; eine Funk-Verarbeitungseinheit (470), die mit dem GNSS-Referenzcodegenerator (462) verbunden ist, zum Erzeugen einer Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen gemäß der Mehrzahl von GNSS-Codes; und eine Funkantenne (472), die mit der Funk-Verarbeitungseinheit (470) verbunden ist, zum Senden der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen; und einen Referenz-ICB-Generator (480), der mit der Basisband-Verarbeitungseinheit (120) verbunden ist, zum Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen einem Referenz-Messergebnis und der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen und zum entsprechenden Erhalten der Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias; wobei das Referenz-Messergebnis gemäß der Mehrzahl von GNSS-Referenz-RF-Signalen erzeugt wird, die durch die GNSS-Antenne (100) über eine Luftübertragung empfangen werden und von der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) und der Basisband-Verarbeitungseinheit (120) umgewandelt werden.
GNSS-Empfänger (40) nach nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Inter-Channel-Bias durch Konfigurieren eines Kalibrierungskanals von der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) und Vergleichen einer Differenz von Übertragungsverzögerungen zwischen der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch den Kalibrierungskanal und der Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen durch einen normalen Kanal der RF-Eingangs-Verarbeitungseinheit (110) erhalten wird.
GNSS-Empfänger (40) nach nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von vorgegebenen Inter-Channel-Bias zumindest zu einem Temperaturwert korrespondiert.
GNSS-Empfänger (40) nach nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner umfasst: einen Wärmesensor (150), der mit der ICB-Kalibrierungseinheit verbunden ist, zum Erhalten des zumindest einen Temperaturwerts.
GNSS-Empfänger (40) nach nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner umfasst: eine ICB-Kalibrierungstabelle (132) zum Speichern der vorgegebenen Inter-Channel-Bias; und einen nichtflüchtigen Speicher (140) zum Speichern der ICB-Kalibrierungstabelle (132).
GNSS-Empfänger (40) nach nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von GNSS-RF-Signalen Signale einer der folgenden Signalgruppen umfasst: eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Positionierungssystems [GPS], eine Mehrzahl von RF-Signalen des europäischen Satellitennavigationssystems [GALILEO], eine Mehrzahl von RF-Signalen des globalen Satellitennavigationssystems [GLONASS] und eine Mehrzahl von RF-Signalen des chinesischen Beidou-Satellitennavigationssystems [COMPASS].