RU2090902C1 - Digital receiver of satellite navigation - Google Patents
Digital receiver of satellite navigation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090902C1 RU2090902C1 RU95121951A RU95121951A RU2090902C1 RU 2090902 C1 RU2090902 C1 RU 2090902C1 RU 95121951 A RU95121951 A RU 95121951A RU 95121951 A RU95121951 A RU 95121951A RU 2090902 C1 RU2090902 C1 RU 2090902C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- frequency
- outputs
- multipliers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения местоположения объектов. The invention relates to radio navigation and can be used to determine the location of objects.
Известен цифровой приемник спутниковой навигации, который содержит антенну, подключенную к входу малошумящего усилителя, выход которого через последовательно соединенные усилитель, полосовой фильтр и смеситель, гетеродинный вход которого соединен со схемой формирования гетеродинного сигнала, соединен с входом аналого-цифрового преобразователя. Кроме того, приемник содержит N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых включает комплексный перемножитель, два интегратора со сбросом, цифровой синтезатор несущей частоты, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, интерфейс обмена и процессор [1]
Однако в известном цифровом приемнике спутниковой навигации использовано одно преобразование частоты в линейном тракте приемника, что ухудшает избирательность по зеркальному каналу, а это приводит к ухудшению чувствительности приемника. Использование в канале обработки радиосигнала быстрого преобразования Фурье приводит к усложнению функционально-структурной схемы приемника.A digital satellite navigation receiver is known, which contains an antenna connected to the input of a low-noise amplifier, the output of which is through a series-connected amplifier, a bandpass filter and a mixer, the heterodyne input of which is connected to the heterodyne signal generation circuit, and is connected to the input of an analog-to-digital converter. In addition, the receiver contains N channels for processing radio signals, each of which includes a complex multiplier, two integrators with a reset, a digital synthesizer of a carrier frequency, a digital synthesizer of a clock frequency, the output of which is connected to the clock input of a pseudo-random sequence generator, the data bus input of which is an input of a letter code from GPS satellite, exchange interface and processor [1]
However, in the known digital satellite navigation receiver, one frequency conversion is used in the receiver linear path, which degrades the selectivity of the mirror channel, and this leads to a deterioration in the sensitivity of the receiver. The use of the fast Fourier transform in the channel of the processing of the radio signal complicates the functional structural diagram of the receiver.
Известен цифровой приемник спутниковой навигации, который содержит антенну, подключенную через предварительный фильтр к входу малошумящего усилителя, усилитель, первый полосовой фильтр, первый смеситель, гетеродинный вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, выход которого соединен через первый делитель частоты с первым входом первого частотно-фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, выход первого частотно-фазового детектора через первый интегратор соединен с входом первого управляемого генератора, предварительный усилитель промежуточной частоты, первый канал второго преобразования частоты, состоящий из последовательно соединенных второго полосового фильтра, первого усилителя промежуточной частоты, второго смесителя, первого фильтра низкой частоты, первого широкополосного усилителя и первого однобитового аналого-цифрового преобразователя. A digital satellite navigation receiver is known, which contains an antenna connected through a pre-filter to the input of a low-noise amplifier, an amplifier, a first bandpass filter, a first mixer, the heterodyne input of which is connected to the output of the first controlled generator, the output of which is connected through the first frequency divider to the first input of the first frequency -phase detector, the second input of which is connected to the output of the reference crystal oscillator, the output of the first frequency-phase detector through the first integrator with the input of the first controlled oscillator, an intermediate frequency preamplifier, a first channel of the second frequency conversion, consisting of a serially connected second band pass filter, the first intermediate frequency amplifier, a second mixer, a first low-frequency filter, the first wideband amplifier and a first one-bit analog-to-digital converter.
Приемник содержит также компаратор, делитель частоты на четыре, N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых включает комплексный перемножитель, первый и второй сумматоры, первый и второй перемножители, первый, второй и третий интеграторы со сбросом, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, формирователь псевдослучайных последовательностей, интерфейс обмена и процессор [2]
Цифровой приемник спутниковой навигации по патенту N 0493784, по общности решаемых задач и функционально-структурному выполнению наиболее близок к предлагаемому изобретению и выбран в качестве прототипа.The receiver also contains a comparator, a frequency divider into four, N channels for processing radio signals, each of which includes a complex multiplier, first and second adders, first and second multipliers, first, second and third integrators with a reset, a digital clock synthesizer, the output of which is connected to the clock input of the first pseudo-random sequence generator, the data bus input of which is the letter code input from the GPS satellite, the pseudo-random sequence generator, the exchange interface and the processor [ 2]
The digital satellite navigation receiver according to patent N 0493784, in terms of the generality of the tasks to be solved and the functional-structural implementation, is closest to the proposed invention and is selected as a prototype.
Недостатком известного цифрового приемника спутниковой навигации является отсутствие возможности работать с сигналами системы ГЛОНАСС как по несущей частоте, так и по кодовой последовательности, а так же недостаточная надежность местоопределения объектов в условиях ограниченной радиовидимости. A disadvantage of the known digital satellite navigation receiver is the inability to work with GLONASS system signals both in the carrier frequency and in the code sequence, as well as the insufficient reliability of positioning of objects in conditions of limited radio visibility.
Задачей настоящего изобретения является создание цифрового приемника спутниковой навигации, работающего с двумя системами ИСЗ: ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) в совместном режиме или по выбору потребителя, что повышает надежность местоопределения объектов в условиях ограниченной радиовидимости и высокую точность определения их координат. The objective of the present invention is to provide a digital satellite navigation receiver that works with two satellite systems: GLONASS (Russia) and GPS (USA) in a joint mode or at the consumer’s choice, which increases the reliability of positioning of objects in conditions of limited radio visibility and high accuracy in determining their coordinates.
Для решения указанной задачи в известный цифровой приемник спутниковой навигации, который содержит антенну, подключенную через предварительный фильтр к входу малошумящего усилителя, усилитель, первый полосовой фильтр, первый смеситель, гетеродинный вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, выход которого соединен через первый делитель частоты с первым входом первого частотно-фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, выход первого частотно-фазового детектора через первый интегратор соединен с входом первого управляемого генератора, предварительный усилитель промежуточной частоты, первый канал второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные второй полосовой фильтр, первый усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, первый фильтр низкой частоты, первый широкополосный усилитель и первый однобитовый аналого-цифровой преобразователь, компаратор, делитель частоты на четыре, N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых содержит комплексный перемножитель, первый и второй сумматоры, первый и второй перемножители, первый, второй и третий интеграторы со сбросом, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, формирователь псевдослучайных последовательностей, интерфейс обмена и процессор, введены второй канал второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные третий полосовой фильтр, второй усилитель промежуточной частоты, третий смеситель, второй фильтр низкой частоты, второй широкополосный усилитель и второй однобитовый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй делитель частоты, второй частотно-фазовый детектор, второй интегратор, второй управляемый генератор и умножитель частоты, третий делитель частоты, преобразователь последовательного кода в параллельный. Преобразователь последовательного кода в параллельный состоит из первого и второго сдвига, выходы которых соединены соответственно с D входами первого и второго параллельных регистров. To solve this problem, in a known digital satellite navigation receiver, which contains an antenna connected through a pre-filter to the input of a low-noise amplifier, an amplifier, a first bandpass filter, a first mixer, a heterodyne input of which is connected to the output of the first controlled generator, the output of which is connected through the first frequency divider with the first input of the first frequency-phase detector, the second input of which is connected to the output of the reference crystal oscillator, the output of the first frequency-phase detector Through the first integrator connected to the input of the first controlled generator, the intermediate frequency pre-amplifier, the first channel of the second frequency conversion, including the second band-pass filter connected in series, the first intermediate-frequency amplifier, the second mixer, the first low-pass filter, the first wide-band amplifier and the first single-bit analog-to-digital converter, comparator, frequency divider into four, N channels for processing radio signals, each of which contains a complex multiplier , the first and second adders, the first and second multipliers, the first, second and third integrators with a reset, a digital clock synthesizer, the output of which is connected to the clock input of the first pseudo-random sequence generator, the data bus input of which is the letter code input from the GPS satellite, a pseudo-random generator sequences, an exchange interface and a processor, a second channel of the second frequency conversion is introduced, including a third band-pass filter connected in series, a second intermediate amplifier astotics, the third mixer, the second low-pass filter, the second wideband amplifier and the second one-bit analog-to-digital converter, the second frequency divider, the second frequency-phase detector, the second integrator, the second controlled generator and frequency multiplier, the third frequency divider, the serial code converter in parallel. The serial to parallel converter consists of the first and second shift, the outputs of which are connected respectively to the D inputs of the first and second parallel registers.
Кроме того, в каждый из N каналов обработки радиосигналов введены цифровой синтезатор несущей частоты, функциональный преобразователь, второй генератор псевдослучайной последовательности с постоянной фазой псевдослучайной последовательности сигналов ИСЗ ГЛОНАСС, формирователь интервала накопления, первый мультиплексор, третий, четвертый, пятый и шестой перемножители, первый и второй вычитатели, четвертый интегратор со сбросом, второй и третий мультиплексеры. In addition, a digital carrier frequency synthesizer, a functional converter, a second pseudo-random sequence generator with a constant phase of a pseudo-random sequence of GLONASS satellite signals, an accumulator interval shaper, a first multiplexer, a third, fourth, fifth and sixth multipliers, the first and second subtractors, fourth integrator with reset, second and third multiplexers.
Комплексный перемножитель выполнен на восьми перемножителях, при этом первые входы первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого перемножителей попарно объединены. The complex multiplier is made on eight multipliers, while the first inputs of the first and second, third and fourth, fifth and sixth, seventh and eighth multipliers are pairwise combined.
В цифровом приемнике спутниковой навигации выход малошумящего усилителя через последовательно соединенные усилитель, первый полосовой фильтр и первый смеситель соединен с входом предварительного усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров соответственно первого и второго каналов второго преобразования частоты, гетеродинные входы второго и третьего смесителей которого соединены с выходом умножителя частоты, выход второго управляемого генератора соединен через третий делитель частоты с вторым входом второго частотно-фазового детектора, выход опорного кварцевого генератора соединен с входом второго делителя частоты, выход второго управляемого генератора соединен с входом компаратора, выход которого соединен с C входами первого и второго регистров сдвига, D входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго однобитовых аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов второго преобразования частоты, выход компаратора через делитель частоты на четыре соединен с C входами первого и второго параллельных регистров преобразователя последовательного кода в параллельный, а также с тактовыми входами цифрового синтезатора несущей частоты, цифрового синтезатора тактовой частоты и формирователя псевдослучайных последовательностей каждого из N каналов обработки радиосигналов. In a digital satellite navigation receiver, the output of a low-noise amplifier through a series-connected amplifier, a first bandpass filter and a first mixer is connected to the input of an intermediate frequency pre-amplifier, the output of which is connected to the inputs of the second and third bandpass filters of the first and second channels of the second frequency conversion, respectively, heterodyne inputs of the second and the third mixer of which is connected to the output of the frequency multiplier, the output of the second controlled generator is connected through the third a frequency isolator with a second input of the second frequency-phase detector, the output of the reference crystal oscillator is connected to the input of the second frequency divider, the output of the second controlled generator is connected to the input of the comparator, the output of which is connected to C inputs of the first and second shift registers, D inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second one-bit analog-to-digital converters of the first and second channels of the second frequency conversion, the output of the comparator through a frequency divider into four connected to C inputs of the second and second parallel registers of the serial code to parallel converter, as well as with the clock inputs of a digital carrier frequency synthesizer, a digital clock frequency synthesizer, and a pseudorandom sequence generator for each of the N channels of radio signal processing.
Выходы первого и второго параллельных регистров преобразователя последовательного кода в параллельный соединены соответственно с входами портов A и B первого мультиплексера каждого из N каналов обработки радиосигналов. В каждом канале обработки радиосигналов выходы первого мультиплексера соединены с соответствующими входами комплексного перемножителя, вторые входы нечетных перемножителей соединены с первым, вторым, третьим и четвертым синусными выходами функционального преобразователя, а вторые входы четных перемножителей соединены с первым, вторым, третьим и четвертым косинусными выходами функционального преобразователя, первые и вторые входы которого соединены с соответствующими выходами цифрового синтезатора несущей частоты. The outputs of the first and second parallel registers of the serial to parallel converter are connected respectively to the inputs of ports A and B of the first multiplexer of each of the N channels for processing radio signals. In each channel for processing radio signals, the outputs of the first multiplexer are connected to the corresponding inputs of the complex multiplier, the second inputs of the odd multipliers are connected to the first, second, third, and fourth sine outputs of the functional converter, and the second inputs of the even multipliers are connected to the first, second, third, and fourth cosine outputs of the functional a converter, the first and second inputs of which are connected to the corresponding outputs of the digital synthesizer of the carrier frequency.
Выходы нечетных перемножителей комплексного перемножителя соединены с соответствующими входами первого сумматора, а выходы четных перемножителей соединены с соответствующими входами второго сумматора. Выходы первого сумматора соединены с первыми входами первого, третьего и четвертого перемножителей, выходы второго сумматора соединены с первыми входами второго, пятого и шестого перемножителей. The outputs of the odd multipliers of the complex multiplier are connected to the corresponding inputs of the first adder, and the outputs of the even multipliers are connected to the corresponding inputs of the second adder. The outputs of the first adder are connected to the first inputs of the first, third and fourth multipliers, the outputs of the second adder are connected to the first inputs of the second, fifth and sixth multipliers.
Выход цифрового синтезатора тактовой частоты соединен с тактовым входом второго генератора псевдослучайной последовательности, функциональный выход и выход синхронизации первого генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно с входами портов A1 и A2 второго мультиплексера, функциональный выход и выход синхронизации второго генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно с входами портов B1 и B2 второго мультиплексера, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя псевдослучайных последовательностей. The output of the digital clock synthesizer is connected to the clock input of the second pseudo-random sequence generator, the functional output and synchronization output of the first pseudo-random sequence generator are connected respectively to the inputs of the ports A1 and A2 of the second multiplexer, the functional output and synchronization output of the second pseudo-random sequence are connected to the inputs of ports B1 and B2 of the second multiplexer, the first output of which is connected to the second input of the pseudo shaper random sequences.
Выход псевдослучайной последовательности ПСПО формирователя соединен с вторыми входами первого и второго перемножителей, выход псевдослучайной последовательности ПСП+ соединен с вторыми входами третьего и пятого перемножителей, выход псевдослучайной последовательности ПСП- соединен с вторыми входами четвертого и шестого перемножителей. Выходы первого и второго перемножителей соединены соответственно с первыми входами первого и второго интеграторов со сбросом, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого вычитателя, выходы пятого и шестого перемножителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами второго вычитателя, выходы первого и второго вычитателей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого интеграторов со сбросом, вторые входы интеграторов со сбросом объединены и соединены с выходом формирователя интервала накопления, вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексера. Выходы первого, второго, третьего и четвертого интеграторов со сбросом соединены соответственно с портами A, B, C и D третьего мультиплексера, выходная шина данных которого подключена к входу выходу шины данных сигнального процессора. The output of the pseudo-random sequence of the PSPO of the former is connected to the second inputs of the first and second multipliers, the output of the pseudo-random sequence of PSP + is connected to the second inputs of the third and fifth multipliers, the output of the pseudo-random sequence of PSP- is connected to the second inputs of the fourth and sixth multipliers. The outputs of the first and second multipliers are connected respectively to the first inputs of the first and second integrators with a reset, the outputs of the third and fourth multipliers are connected respectively to the first and second inputs of the first subtractor, the outputs of the fifth and sixth multipliers are connected respectively to the first and second inputs of the second subtractor, the outputs of the first and the second subtractors are connected respectively to the first inputs of the third and fourth integrators with a reset, the second inputs of integrators with a reset are combined and ineny with the output of the accumulation interval, having an input coupled to the second output of the second multiplexer. The outputs of the first, second, third and fourth integrators with reset are connected respectively to ports A, B, C and D of the third multiplexer, the output data bus of which is connected to the input of the data bus output of the signal processor.
Входы выходы шины данных интерфейса обмена соединены с входами - выходами шины данных сигнального процессора, с входами кода частоты цифрового синтезатора несущей частоты и цифрового синтезатора тактовой частоты и с входами кода интервала накопления формирователя интервала накопления. Выходы шины адреса сигнального процессора соединены с адресными входами интерфейса обмена, выходная шина адреса которого соединена с S входами третьего мультиплексера. The inputs of the data bus interface of the exchange interface are connected to the inputs - outputs of the data bus of the signal processor, with the inputs of the frequency code of the digital synthesizer of the carrier frequency and the digital synthesizer of the clock frequency and with the inputs of the code of the accumulation interval of the accumulator of the accumulation interval. The outputs of the address bus of the signal processor are connected to the address inputs of the exchange interface, the output address bus of which is connected to the S inputs of the third multiplexer.
Выходы сигналов управления сигнального процессора соединены с управляющими входами интерфейса обмена, первый и второй управляющие выходы интерфейса обмена соединены соответственно с входами управления цифрового синтезатора несущей частоты и цифрового синтезатора тактовой частоты, третий управляющий выход интерфейса обмена соединен с S входами первого и второго мультиплексеров, четвертый управляющий выход интерфейса обмена соединен с входом управления формирователя интервала накопления. The control signal outputs of the signal processor are connected to the control inputs of the exchange interface, the first and second control outputs of the exchange interface are connected respectively to the control inputs of a digital carrier frequency synthesizer and a digital clock synthesizer, the third control output of the exchange interface is connected to S inputs of the first and second multiplexers, the fourth control the output of the exchange interface is connected to the control input of the accumulator interval driver.
Изобретение поясняется примером его выполнения и чертежами, на которых:
фиг.1 и 2 изображает функционально-структурную схему цифрового приемника спутниковой навигации;
фиг.3 структурную схему функционального преобразователя;
фиг. 4 структурную схему формирователя псевдослучайных последовательностей;
фиг.5 структурную схему формирователя интервала накопления.The invention is illustrated by an example of its implementation and drawings, in which:
Figures 1 and 2 depict a functional block diagram of a digital satellite navigation receiver;
figure 3 is a structural diagram of a functional Converter;
FIG. 4 block diagram of the pseudo-random sequence generator;
5 is a structural diagram of the shaper interval accumulation.
Цифровой приемник спутниковой навигации содержит антенну 1, предварительный фильтр 2, малошумящий усилитель 3, усилитель 4, первый полосовой фильтр 5, первый смеситель 6, первый управляемый генератор 7, первый делитель 8 частоты, первый частотно-фазовый детектор 9, опорный кварцевый генератор 10, первый интегратор 11, предварительный усилитель 12 промежуточной частоты, первый канал 13 второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные второй полосовой фильтр 14, первый усилитель 15 промежуточной частоты, второй смеситель 16, первый фильтр 17 низкой частоты, первый широкополосный усилитель 18 и первый однобитовый аналого-цифровой преобразователь 19, компаратор 20, делитель 21 частоты на четыре, N каналов 22 обработки радиосигналов, каждый из которых содержит комплексный перемножитель 23, первый и второй сумматоры 24 и 25, первый и второй перемножители 26 и 27, первый, второй и третий интеграторы со сбросом 28 30. The digital satellite navigation receiver comprises an
Приемник содержит также цифровой синтезатор 31 тактовой частоты, первый генератор 32 псевдослучайной последовательности, формирователь 33 псевдослучайных последовательностей, интерфейс 34 обмена, процессор 35, второй канал 36 второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные третий полосовой фильтр 37, второй усилитель 38 промежуточной частоты, третий смеситель 39, второй фильтр 40 низкой частоты, второй широкополосный усилитель 41 и второй однобитовый аналого-цифровой преобразователь 42, второй делитель 43 частоты, второй частотно-фазовый детектор 44, второй интегратор 45, второй управляемый генератор 46, умножитель 47 частоты, третий делитель 48 частоты, преобразователь 49 последовательного кода в параллельный, включающий первый и второй регистры 50 и 51 сдвига и первый и второй параллельные регистры 52 и 53. The receiver also contains a digital clock synthesizer 31, a first
Каждый из N каналов 22 обработки радиосигналов приемника содержит цифровой синтезатор 54 несущей частоты, функциональный преобразователь 55, второй генератор 56 псевдослучайной последовательности, формирователь 57 интервала накопления, первый мультиплексер 58, третий, четвертый, пятый и шестой перемножители 59 62, первый и второй вычитатели 63 и 64, четвертый интегратор 65 со сбросом, второй и третий мультиплексеры 66 и 67. Each of the N channels of the receiver's radio signal processing 22 comprises a digital synthesizer 54 of a carrier frequency, a functional converter 55, a second
Комплексный перемножитель 23 приемника содержит восемь перемножителей 68 75. The
Функциональный преобразователь 55 приемника (фиг. 3) содержит четыре преобразователя 76 79, выполненных в виде таблиц синуса и косинуса и три сумматора 80 82. The functional Converter 55 of the receiver (Fig. 3) contains four transducers 76 79 made in the form of tables of sine and cosine and three
Формирователь 33 псевдослучайных последовательностей приемника (фиг.4) содержит три D-триггера 83 85. Shaper 33 pseudo-random sequences of the receiver (figure 4) contains three D-flip-
Формирователь 57 интервала накопления приемника (фиг.5) представляет собой реверсивный двоичный счетчик 86 с параллельной загрузкой.
В цифровом приемнике спутниковой навигации (фиг.1 и 2) антенна 1 через предварительный фильтр 2 подключена к входу малошумящего усилителя 3, выход которого через последовательно соединенные усилитель 4, первый полосовой фильтр 5, первый смеситель 6 и предварительный усилитель 12 промежуточной частоты соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров 14 и 37 соответственно первого и второго каналов 13 и 36 второго преобразования частоты. In the digital satellite navigation receiver (Figs. 1 and 2), the
Гетеродинный вход первого смесителя 6 соединен с выходом первого управляемого генератора 7, выход которого соединен через первый делитель 8 частоты с первым входом первого частотно-фазового детектора 9, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора 10, выход первого частотно-фазового детектора 9 через первый интегратор 11 соединен с входом первого управляемого генератора 7. The heterodyne input of the first mixer 6 is connected to the output of the first controlled generator 7, the output of which is connected through the first frequency divider 8 to the first input of the first frequency-phase detector 9, the second input of which is connected to the output of the reference crystal oscillator 10, the output of the first frequency-phase detector 9 through the first integrator 11 is connected to the input of the first controlled generator 7.
Выход опорного кварцевого генератора 10 через последовательно соединенные второй делитель 43 частоты, второй частотно-фазовый детектор 44, второй интегратор 45 и второй управляемый генератор 46 соединен с входом умножителя 47 частоты, выход которого соединен с гетеродинными входами второго и третьего смесителей 16 и 39 соответственно первого и второго каналов 13 и 36 второго преобразования частоты. The output of the reference crystal oscillator 10 through a second frequency divider 43, a second frequency-phase detector 44, a second integrator 45 and a second controlled oscillator 46 connected in series with the input of the frequency multiplier 47, the output of which is connected to the heterodyne inputs of the second and third mixers 16 and 39, respectively, of the first and second channels 13 and 36 of the second frequency conversion.
Выход второго управляемого генератора 46 соединен через третий делитель 48 частоты с вторым входом второго частотно-фазового детектора 44 и с входом компаратора 20, выход которого соединен с C входами первого и второго регистров 50 и 51 сдвига преобразователя 49 последовательного кода в параллельный, D входы регистров 50 и 51 соединены соответственно с выходами первого и второго однобитовых аналого-цифровых преобразователей 19 и 42 первого и второго каналов 13 и 36 второго преобразования частоты. The output of the second controlled generator 46 is connected through a third frequency divider 48 to the second input of the second frequency-phase detector 44 and to the input of the comparator 20, the output of which is connected to the C inputs of the first and second shift registers 50 and 51 of the serial code converter 49 in parallel, D register inputs 50 and 51 are connected respectively to the outputs of the first and second one-bit analog-to-digital converters 19 and 42 of the first and second channels 13 and 36 of the second frequency conversion.
Выход компаратора 20 через делитель 21 частоты на четыре соединен с C входами первого и второго параллельных регистров 52 и 53, D входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистров 50 и 51 сдвига преобразователя 49 последовательного кода в параллельный, а также с тактовыми входами цифрового синтезатора 54 несущей частоты, цифрового синтезатора 31 тактовой частоты и формирователя 33 псевдослучайных последовательностей каждого из N каналов 22 обработки радиосигналов. The output of the comparator 20 through a frequency divider 21 is connected to four C inputs of the first and second parallel registers 52 and 53, D inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second shift registers 50 and 51 of the serial to parallel converter 49, as well as to the digital clock inputs a carrier frequency synthesizer 54, a digital clock synthesizer 31, and a
Выходы первого и второго параллельных регистров 52 и 53 преобразователя 49 последовательного кода в параллельный соединены соответственно с входами портов A и B первого мультиплексера 58 каждого из N каналов 22 обработки радиосигналов, в каждом из которых выходы первого мультиплексера 58 соединены с соответствующими входами комплексного перемножителя 23, при этом первый выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами первого и второго перемножителей 68 и 69, второй выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами третьего и четвертого перемножителей 70 и 71, третий выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами пятого и шестого перемножителей 72 и 73, а четвертый выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами седьмого и восьмого перемножителей 74 и 75. Вторые входы первого, третьего, пятого и седьмого (нечетных) перемножителей 68, 70, 72 и 74 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым синусными выходами функционального преобразователя 55, а вторые входы второго, четвертого, шестого и восьмого (четных) перемножителей 69, 71, 73 и 75 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым косинусными выходами функционального преобразователя 55, первые и вторые входы которого соединены с первыми и вторыми выходами цифрового синтезатора 54 несущей частоты. The outputs of the first and second parallel registers 52 and 53 of the serial to parallel converter 49 are connected respectively to the inputs of the ports A and B of the first multiplexer 58 of each of the N radio signal processing channels 22, in each of which the outputs of the first multiplexer 58 are connected to the corresponding inputs of the
Выходы нечетных перемножителей 68, 70, 72 и 74 комплексного перемножителя 23 соединены с соответствующими входами первого сумматора 24, а выходы четных перемножителей 69, 71, 73 и 75 соединены с соответствующими входами второго сумматора 25. Выходы первого сумматора 24 соединены с первыми входами первого, третьего и четвертого перемножителей 26, 59 и 60, выходы второго сумматора 25 соединены с первыми входами второго, пятого и шестого перемножителей 27, 61 и 62. The outputs of the odd multipliers 68, 70, 72 and 74 of the
Выход цифрового синтезатора 31 тактовой частоты соединен с тактовыми входами первого генератора 32 псевдослучайной последовательности (ПСП), вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, и второго генератора 56 псевдослучайной последовательности с постоянной фазой ПСП сигналов ИСЗ ГЛОНАСС. Функциональный выход и выход синхронизации первого генератора ПСП 32 и функциональный выход и выход синхронизации второго генератора ПСП 56 соединены соответственно с входами портов A1, A2 и B1, B2 второго мультиплексера 66, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя 33 псевдослучайных последовательностей, выход псевдослучайной последовательности ПСПО которого соединен с вторыми входами первого и второго перемножителей 26 и 27, выход псевдослучайной последовательности ПСП+ соединен с вторыми входами третьего и пятого перемножителей 59 и 61, выход псевдослучайной последовательности ПСП- соединен с вторыми входами четвертого и шестого перемножителей 60 и 62. The output of the digital clock synthesizer 31 is connected to the clock inputs of the first pseudo-random sequence generator (PSS) 32, the data bus input of which is an input of a literal code from the GPS satellite, and the second pseudo-random
Выходы первого и второго перемножителей 26 и 27 соединены соответственно с первыми входами первого и второго интеграторов 28 и 30 со сбросом, выходы третьего и четвертого перемножителей 59 и 60 соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого вычитателя 63, выходы пятого и шестого перемножителей 61 и 62 соединены соответственно с первыми и вторыми входами второго вычитателя 64. Выходы первого и второго вычитателей 63 и 64 соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого интеграторов 29 и 65 со сбросом. Вторые входы интеграторов 28, 29, 30 и 65 со сбросом объединены и соединены с выходом формирователя 57 интервала накопления, вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексера 66. The outputs of the first and
Выходы первого, второго, третьего и четвертого интеграторов 28, 29, 30 и 65 со сбросом соединены соответственно с портами A, B, C и D третьего мультиплексера 67, выходная шина данных которого подключена к входу выходу шины данных сигнального процессора 35. The outputs of the first, second, third and
Входы выходы шины данных интерфейса 34 обмена соединены с входами - выходами шины данных сигнального процессора 35, с входами кода частоты цифрового синтезатора 54 несущей частоты и цифрового синтезатора 31 тактовой частоты и с входами кода интервала накопления формирователя 57 интервала накопления. Выходы шины адреса сигнального процессора 35 соединены с адресными входами интерфейса 34 обмена, выходная шина адреса которого соединена с S входами третьего мультиплексера 67. The inputs of the data bus of the
Выходы сигналов управления сигнального процессора 35 соединены с управляющими входами интерфейса 34 обмена, первый и второй управляющие выходы интерфейса обмена соединены соответственно с входами управления цифрового синтезатора 54 несущей частоты и цифрового синтезатора 31 тактовой частоты, третий управляющий выход интерфейса 34 обмена соединен с S входами первого и второго мультиплексоров 58, 66, четвертый управляющий выход интерфейса 34 обмена соединен с входом управления формирователя 57 интервала накопления. The outputs of the control signals of the
В функциональном преобразователе 55 (фиг.3) на входы A первого, второго и третьего сумматоров 80, 81 и 82, а также на входы преобразователя 76 (в таблицы синуса и косинуса) поступает код фазы с выхода регистра кода фазы цифрового синтезатора 54 частоты Fн; на входы B первого и третьего сумматоров 80 и 82 поступает код частоты, сдвинутый на 2 разряда в сторону младшего разряда с выхода регистра кода частоты цифрового синтезатора 54 частоты Fн; на вход B второго сумматора 81 и на вход C третьего сумматора 82 поступает код частоты, сдвинутый на 1 разряд в сторону младшего разряда с выхода регистра кода частоты цифрового синтезатора 54 частоты Fн; выходы сумматоров 80, 81 и 82 соединены соответственно с входами преобразователей 77, 78 и 79.In the functional Converter 55 (figure 3) to the inputs A of the first, second and
На выходах преобразователя 77 значения 2 sin Fн и 2 cos Fн сдвинуты на фазу относительно значений 1 sin Fн и 1 cos Fн на выходах преобразователя 76 и определяются следующим образом:
где Fс значение синтезируемой частоты, поступаемое в цифровой синтезатор 54 по шине данных.At the outputs of the converter 77, the values of 2 sin F n and 2 cos F n are phase shifted relative to the values of 1 sin F n and 1 cos F n at the outputs of the converter 76 and are determined as follows:
where F c is the value of the synthesized frequency supplied to the digital synthesizer 54 via the data bus.
На выходах преобразователя 78 значения 3 sin Fн и 3 cos Fн определяются следующим образом:
На выходах преобразователя 79 значения 4 sin Fн и 4 cos Fн определяются следующим образом:
Таким образом каждый выход функционального преобразователя 55 соответствует по фазе одному из 4-х разрядов выходного сигнала, сформированного в преобразователе 49 последовательного кода в параллельный, что позволит обеспечить параллельную обработку входных отсчетов на частоте в четыре раза ниже частоты дискретизации Fт.At the outputs of the converter 78, the values of 3 sin F n and 3 cos F n are determined as follows:
At the outputs of the converter 79, the values of 4 sin F n and 4 cos F n are determined as follows:
Thus, each output of the functional converter 55 corresponds to the phase of one of the 4 bits of the output signal generated in the serial to parallel converter 49, which will allow for parallel processing of input samples at a frequency four times lower than the sampling frequency F t .
В формирователе 33 псевдослучайных последовательностей (ПСП) (фиг.4), построенного на трех D-триггерах 83, 84 и 85, на тактовые входы C каждого из триггеров подается частота Fт/4. На информационный вход D D-триггера 83 поступает сигнал ПСП с выхода второго мультиплексера 66. Выход D-триггера 83 является выходом сигнала ПСП+ и соединен с информационным вход D D-триггера 84; выход D-триггера 84 является выходом сигнала ПСПО и соединен с информационным входом D D-триггера 85; выход D-триггера 85 является выходом сигнала ПСП-.In the
Формирователь 57 интервала накопления (фиг.5) представляет собой реверсивный двоичный счетчик 86 с параллельной загрузкой. Код периода накопления (Tнак) загружается в счетчик 86 с шины данных сигнального процессора 35 и определяет режим работы цифрового приемника спутниковой навигации. На тактовый вход C счетчика 86 поступает сигнал 1 мс с выхода второго мультиплексера 66, а на вход управления V поступает управляющий сигнал W4 с четвертого выхода интерфейса 34 обмена. На выходе формирователя 57 Tнак=1 мс•KTнак.
Цифровой приемник спутниковой навигации работает следующим образом. A digital satellite navigation receiver operates as follows.
Сигналы обеих навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) принимаются одной широкополосной антенной 1, фильтруются в предварительном фильтре 2 и усиливаются в МШУ 3 и усилителе 4. Полосовой фильтр 5 обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Далее в первом смесителе 6 сигналы переносятся на первую промежуточную частоту, при этом на гетеродинный вход смесителя 6 поступает сигнал с управляемого генератора 7, охваченного первой петлей фазовой автоподстройки частоты, образованной делителем 8 частоты, частотно-фазовым детектором 9 и интегратором 11. В качестве опорной частоты используется сигнал с высокостабильного опорного кварцевого генератора 10. The signals of both navigation systems GLONASS (Russia) and GPS (USA) are received by a
После усиления в предварительном усилителе 12 промежуточной частоты сигналы обеих систем поступают в каналы 13, 36 второго преобразования частоты, где фильтруются каждый в своем фильтре 14 или 37 на поверхностных акустических волнах. Дальнейшая обработка каждого сигнала сводится к усилению в усилителях 14 или 38 промежуточной частоты, гетеродинированию на вторую промежуточную частоту в смесителях 15 или 39, фильтрации в фильтрах низких частот 16 или 40, усилению в широкополосных усилителях 17 или 41 и квантованию в однобитовых АЦП 18 или 42. After amplification in the preliminary amplifier 12 of the intermediate frequency, the signals of both systems enter the channels 13, 36 of the second frequency conversion, where each is filtered in its filter 14 or 37 on surface acoustic waves. Further processing of each signal is reduced to amplification of the intermediate frequency amplifiers 14 or 38, heterodyning to the second intermediate frequency in the mixers 15 or 39, filtering in low-pass filters 16 or 40, amplification in the broadband amplifiers 17 or 41, and quantization in single-bit ADCs 18 or 42 .
Частота гетеродинирования для второго и третьего смесителей 15 и 39 формируется умножением в умножителе 47 частоты сигнала с выхода второго управляемого генератора 46, охваченного второй петлей фазовой автоподстройки частоты, образованного делителем 48 частоты, частотно-фазовым детектором 44 и интегратором 45. В качестве опорной частоты во второй петле ФАПЧ используется сигнал с высокостабильного опорного кварцевого генератора 10 после его деления в делителе 43 частоты. The heterodyning frequency for the second and third mixers 15 and 39 is formed by multiplying in the multiplier 47 the frequency of the signal from the output of the second controlled oscillator 46, covered by the second loop of the phase locked loop, formed by the frequency divider 48, the frequency-phase detector 44 and the integrator 45. As a reference frequency in the second PLL loop uses a signal from a highly stable reference crystal oscillator 10 after its division in the frequency divider 43.
Спектры сигналов на выходах обоих каналов 13 и 36 второго преобразования частоты расположены в положительной области частот. Таким образом последующая цифровая обработка происходит с действительным сигналом. The spectra of the signals at the outputs of both channels 13 and 36 of the second frequency conversion are located in the positive frequency region. Thus, subsequent digital processing occurs with a valid signal.
Выходной сигнал с управляемого генератора 46 преобразуется в компараторе 20 из синусоидального сигнала в сигнал с уровнями ТТЛ. The output signal from the controlled generator 46 is converted in the comparator 20 from a sinusoidal signal into a signal with TTL levels.
Однобитовые выборки с каналов 13 и 36 обработки сигналов GPS и ГЛОНАСС поступают на D входы регистров 50 и 51 сдвига преобразователя 49 последовательного кода в параллельный (ППКП). С выходов ППКП 49 снимаются 4-х разрядные числа с частотой следования в 4 раза ниже частоты дискретизации, благодаря чему понижается частота, на которой производится дальнейшая цифровая обработка радиосигнала. Сигналы с выходов ППКП 49 подаются на входы первого мультиплексера 58 всех N каналов 22 обработки радиосигналов. Single-bit samples from channels 13 and 36 of GPS and GLONASS signal processing are fed to the D inputs of the shift registers 50 and 51 of the serial to parallel converter 49 (PPCP). 4-digit numbers with a
Управление работой мультиплексера 58 в каждом канале осуществляется программно через интерфейс 34 обмена от сигнального процессора 35. Четырехразрядные числа с выхода мультиплексера 58 поступают на входы перемножителей 68 75 комплексного перемножителя 23, на вторые входы которых поступают сигналы с синусных и косинусных выходов функционального преобразователя 55. The operation of the multiplexer 58 in each channel is controlled programmatically via the
В результате перемножения и суммирования в сумматорах 24 и 25 спектр выходного сигнала переносится в область нулевой частоты. Следующим этапом корреляционной обработки является свертка комплексного сигнала с опорной псевдослучайной последовательностью, причем кроме основного преобразования в перемножителях 26 и 27, на которые поступает последовательность ПСПО, происходит преобразование в перемножителях 59, 60 и вычитателе 63 и в перемножителях 61, 62 и вычитателе 64, благодаря чему формируется дискрименационная характеристика по задержке. На перемножители 59 и 61 поступает последовательность ПСП+, а на перемножители 60 и 62 поступает последовательность ПСП-. Последовательности ПСП- и ПСП+ соответственно отстают и опережают основную последовательность ПСПО на один такт частоты Fт/4. Введение такой схемы позволяет улучшить точность слежения по задержке и сократить время на τ качание.As a result of multiplication and summation in the
После свертки с ПСП отсчеты комплексного сигнала интегрируются в интеграторах 28 30 и 65 со сбросом. Интервал накопления (Tнак) задается формирователем 57.After convolution with the SRP, the complex signal samples are integrated in
Опорные псевдослучайные последовательности формируются в генераторах ПСП GPS и ГЛОНАСС, на которые поступает тактовая частота Fт с цифрового синтезатора 31.The reference pseudorandom sequences are formed in the GPS and GLONASS PSP generators, to which the clock frequency F t is supplied from the digital synthesizer 31.
Управление работой цифровых синтезаторов 31 и 54 Fт и Fн, выбор литеры GPS и формирование интервала накопления производится заданием соответствующего кода по шине данных от сигнального процессора 35. Обмен между процессором 35 и каждым из N каналов 22 осуществляется через интерфейс 34 обмена, который дешифрирует команды обращения сигнального процессора 35 к каждому устройству канала.The operation of the digital synthesizers 31 and 54 F t and F n , the selection of the GPS letters and the formation of the accumulation interval is carried out by setting the corresponding code on the data bus from the
Результаты обработки радиосигнала через третий мультиплексер 67 поступают по шине данных в сигнальный процессор 35 для вычислений и отображения на экране дисплея. The results of the processing of the radio signal through the
Обеспечение возможности работы цифрового приемника спутниковой навигации с двумя системами ИСЗ: ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) по выбору потребителя, имеющего повышенную надежность местоопределения объектов в условиях ограниченной радиовидимости и высокую точность определения их координат, а так же конструктивно-технологическая проработка приемника обеспечивают практическую применимость данного изобретения. Ensuring the possibility of the digital satellite navigation receiver working with two satellite systems: GLONASS (Russia) and GPS (USA) at the consumer’s choice, with increased reliability of positioning of objects in conditions of limited radio visibility and high accuracy of determining their coordinates, as well as the design and technological development of the receiver provide the practical applicability of the present invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95121951A RU2090902C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Digital receiver of satellite navigation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95121951A RU2090902C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Digital receiver of satellite navigation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2090902C1 true RU2090902C1 (en) | 1997-09-20 |
| RU95121951A RU95121951A (en) | 1998-02-10 |
Family
ID=20175100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95121951A RU2090902C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Digital receiver of satellite navigation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2090902C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016120A1 (en) * | 1998-09-15 | 2000-03-23 | Samsung Electronics Company, Limited | Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems |
| WO2000037963A1 (en) * | 1998-12-21 | 2000-06-29 | Samsung Electronics Company, Limited | Digital correlator |
| WO2001009634A2 (en) * | 1999-06-17 | 2001-02-08 | Samsung Electronics Company, Limited | Portable gps receiver for a personal safety system |
| US7746272B2 (en) | 2003-10-28 | 2010-06-29 | Trimble Navigation Limited | Ambiguity estimation of GNSS signals for three or more carriers |
-
1995
- 1995-12-28 RU RU95121951A patent/RU2090902C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент ЕПВ N 0501829, кл. G 01 S 5/14, 1992. Патент ЕПВ N 0493784, кл. G 01 S 5/14, 1992. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016120A1 (en) * | 1998-09-15 | 2000-03-23 | Samsung Electronics Company, Limited | Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems |
| EP1031849A1 (en) * | 1998-09-15 | 2000-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems |
| AU757848B2 (en) * | 1998-09-15 | 2003-03-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems |
| EP1031849A4 (en) * | 1998-09-15 | 2005-02-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems |
| WO2000037963A1 (en) * | 1998-12-21 | 2000-06-29 | Samsung Electronics Company, Limited | Digital correlator |
| WO2001009634A2 (en) * | 1999-06-17 | 2001-02-08 | Samsung Electronics Company, Limited | Portable gps receiver for a personal safety system |
| WO2001009634A3 (en) * | 1999-06-17 | 2003-05-08 | Samsung Electronics Co Ltd | Portable gps receiver for a personal safety system |
| US7746272B2 (en) | 2003-10-28 | 2010-06-29 | Trimble Navigation Limited | Ambiguity estimation of GNSS signals for three or more carriers |
| RU2503970C2 (en) * | 2003-10-28 | 2014-01-10 | Тримбл Нэвигейшн Лимитед | Evaluation of ambiguity of gnss signals for three or more carriers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5192957A (en) | Sequencer for a shared channel global positioning system receiver | |
| US6069583A (en) | Receiver for a navigation system, in particular a satellite navigation system | |
| JP3262585B2 (en) | Digital Processing Technology for Global Positioning System Receiver | |
| US8351486B2 (en) | Parallel correlator implementation using hybrid correlation in spread-spectrum communication | |
| EP1724602B1 (en) | A system, positioning device and method for acquisition of signals | |
| JPH04309879A (en) | Digital receiver of position judging system for wide area | |
| EP0351156A1 (en) | Global positioning system receiver with radio frequency and digital processing sections | |
| US8369386B2 (en) | Receiver, signal processing method and program | |
| JPH07104050A (en) | Radio receiver | |
| US7630430B2 (en) | Method and apparatus for accelerating correlation processing of GPS signal | |
| US7471717B2 (en) | Apparatus and method for acquiring spread-spectrum signals | |
| US5040240A (en) | Receiver architecture for use with a global positioning system | |
| JP2000511278A (en) | Multipath error reduction in spread spectrum receivers for position determination applications. | |
| US20100158081A1 (en) | Memory reduction in GNSS receiver | |
| US5995556A (en) | Front end for GPS receivers | |
| US7558312B2 (en) | Parallel correlator implementation using block integration for spread-spectrum communication | |
| RU2090902C1 (en) | Digital receiver of satellite navigation | |
| US6687316B1 (en) | High resolution correlator technique for spread spectrum ranging system code and carrier multipath mitigation | |
| CN108169773B (en) | Satellite navigation signal tracking method based on maximum likelihood coherent integration | |
| US5343210A (en) | Satellite radionavigation receiver | |
| CN106896384B (en) | A kind of device of frequency search and the method for realizing frequency search | |
| Baracchi-Frei | Real-time GNSS software receiver optimized for general purpose microprocessors | |
| RU227214U1 (en) | Navigation processor chip | |
| EP1724600B1 (en) | A system and method for acquisition of signals | |
| RU2067771C1 (en) | Receiver/transmitter for satellite navigation systems |