[發明專利]導航衛星信號的可配置通用射頻處理方法和系統

有效

• 申請號: 200710099619.2
• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN101055309A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 王瀚晟
• 申請（專利權）人: 北京東方聯星科技有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S1/04;G01C21/20
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，特別是一種導航衛星信號的可配置通用射頻處理方法和系 統，該方法和系統適用于各種導航衛星體制、各種頻率、各種碼的衛星信號的射頻處理， 包括美國的GPS系統、歐洲的伽利略系統、俄羅斯的GLONASS系統、中國的北斗系統等， 以及未來可能出現的新的衛星導航體制和新的衛星信號。本發明使得可以基于一個通用的 射頻電路，只需要根據不同的頻率、帶寬，經過不同的設置，就可以接收相應導航衛星的 信號，不論其體制、頻率和碼型，具有通用性、靈活性、成本低的優點。另外，射頻電路 輸出的數字中頻信號經過可配置數字處理模塊，包括可配置數字混頻器，可配置數字濾波 器，可配置降采樣等，使得最終輸出的數字中頻信號的中頻頻率、帶寬、采樣頻率、采樣 點的比特數可設置，以增加射頻處理部分輸出的靈活性，最大限度的與數字基帶處理部分 的要求匹配。

背景技術

衛星導航系統是一種通過接收機接收多顆導航衛星信號，接收機根據接收到的導航衛 星信號進行運算得到接收機位置的系統。一般衛星導航系統由分布于不同軌道平面的多顆 導航衛星組成，以保證在任何時間，應用范圍內的任何地點都可以接收到多顆導航衛星的 信號，比如對于現在運行的美國GPS(Global?Positioning?System全球定位系統)系統的 應用范圍是全球，就要保證在任何時間、全球的任何地點可以接收到至少四顆導航衛星的 信號。衛星導航接收機就是接收導航衛星信號，并根據接收到的衛星信號經過運算，得到 位置、時間、速度的裝置。

圖1是衛星導航接收機的組成的原理框圖。衛星導航接收機通常由硬件和軟件兩部分 組成。硬件部分包括天線、射頻部分、基帶處理。天線將空間中的導航衛星電磁波轉變為 電信號。射頻部分將導航衛星信號放大、下變頻、中頻濾波、中頻放大、數模變換，最后 輸出數字中頻信號。基帶處理一般是數字電路，處理來自射頻部分的數字中頻信號，主要 包括相關器、中頻載波生成、碼時鐘生成等部分。軟件部分運行在處理器上，根據基帶處 理部分的結果進行運算，得到接收機的位置、速度和時間等，同時寫入控制參數到基帶處理 部分。

射頻處理部分是衛星導航接收機的必不可少的部分，也是最前端的部分，圖2是目前 衛星導航接收機射頻處理部分的原理框圖。低噪聲放大器先將射頻信號放大，該部分處于 系統的最前端，要求具有較低的噪聲系數和適當的增益，以保證整個系統的噪聲性能。鎖 相環將本地時鐘倍頻產生本地載波，與射頻信號混頻，得到頻率較低(幾MHz～幾十MHz) 的中頻信號。濾波器是一帶通濾波器，將一定頻帶外的噪聲濾除。當模數變換多于1比特 時，需要增益控制放大器以保證輸入模數變換的信號的幅度合適，如果模數變換只是1比 特，則只需要一般的放大器。模數變換是將中頻模擬信號變為1比特或多比特的數字信號， 數字信號可以被進一步進行數字信號處理。上述結構雖然被目前所有市場上的衛星導航接 收機采用，但其存在如下不足之處。目前國際上存在著多種衛星導航體制，包括美國的GPS 系統、俄羅斯的GLONASS系統、歐洲的伽利略系統、中國的北斗系統等，以后也有可能會 出現更多的衛星導航系統。不同體制的導航衛星信號的結構不同，包括頻率、帶寬、碼型 等都不一樣，即使是同一個衛星導航體制，也存在著不同頻率和帶寬的多種信號。如GPS 系統中既有L1信號(頻率是1.57542GHz)，也有L2信號(頻率是1.2276GHz)，L1信號中 又有C/A碼(帶寬2MHz)和P碼(帶寬20MHz)，以后還會增加L5信號(頻率是1.17645GHz)。 而采用上述現有導航衛星射頻處理方法的電路由于參數固定，只能固定接收單一類型的導 航衛星信號，如只能接收L1頻率的C/A碼，如果要接收其它頻率的導航衛星信號，則要采 用另外的電路。隨著導航衛星體制的增加，及新頻率、新信號的出現，將會有越來越多不 同的射頻電路接收導航衛星信號。這將不利于多模衛星導航接收機的設計，電路缺乏靈活 性，成本也相對較高。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種導航衛星信號的可配置通用射頻 處理方法。

本發明還提供一種導航衛星信號的可配置通用射頻處理系統。

本發明技術方案如下：