[發明專利]一種產生多場景多系統的衛星數字中頻信號的方法及裝置

無效

• 申請號: 201310108228.8
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN104076372A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 黃淼;于敦山;路衛軍;崔小欣;黃永燦
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01S19/27
• 分類號: G01S19/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種衛星數字中頻信號的產生方法。

背景技術

全球衛星導航系統(GNSS)在當今社會已扮演著非常重要的角色，隨著中國北斗系統的完善和投入使用，全球可以實現獨立衛星導航定位的系統已經有三個，分別是美國的GPS系統，俄羅斯的GLONASS系統和中國的北斗系統。隨著定位、導航和授時服務需求的不斷增加，針對多系統的基帶處理器的研究與開發不斷深入，基于不同系統的雙模或多模的接收機也日漸增多。所以，在基帶接收機的開發過程中，針對多系統的導航衛星信號模擬源是必不可少的設備。

導航衛星模擬信號源，一般產生復雜，價格昂貴，且存在各個通道時延不一致的問題。在衛星接收機的開發過程中，射頻電路的開發并不需要信號源的輔助，基帶開發只要接收兩位數字中頻信號即可。所以數字信號源即可滿足接收機開發過程需求，且設計靈活，容易實現，也不存在通道一致性的問題，可產生比模擬信號源更高的偽距精度。

眾所周知，基帶接收機主要完成信號的捕獲、跟蹤和導航電文的解調，衛星信號源不僅要正確模擬出基帶接收機接收到的信號狀態，并且要滿足基帶接收機的多種要求，如不同的用戶場景和不同的GNSS系統。

所以本發明提出了一種實現多用戶場景和多系統的衛星數字中頻信號的裝置，直接生成兩位數字中頻信號，可以靈活配置不同的衛星導航系統、用戶場景和信噪比，生成數字信號不需要經過射頻模塊則可以直接送入基帶接收機，易于接收機的調試、成本低、設計靈活。

發明內容

有鑒于此，本發明的技術目的是實現一種多用戶場景多系統的衛星數字中頻信號發生方法及裝置，通過衛星與用戶的偽距差來計算碼頻率調節字和載波頻率調節字的變化來實現不同用戶場景下衛星信號的動態變化，通過軟件配置寄存器的形式來實現不同GNSS系統產生的衛星信號。

本發明是模擬用戶接收到的實時的衛星信號的狀態，要達到這個目的有兩個要點，一是正確的模擬出衛星與接收機之間的運動狀態，二是正確的模擬出衛星信號的調制方式。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種產生衛星數字中頻信號的方法，所述方法包括：

產生不同的用戶場景函數，配置不同的GNSS系統參數；

通過衛星星歷計算衛星參數和偽距；

根據Δt內偽距的變化量，得到碼頻率調節字和載波頻率調節字的變化值；

根據更新的載波頻率控制字和碼頻率控制字，產生正余弦載波信號和測距碼信號，并將導航電文數據碼和測距碼的調制值加載到載波上；

產生噪聲信號，并疊加在產生的調制信號上，編碼后輸出兩位數字中頻信號。

優選的，所述得到的兩位數字中頻信號以后，本方法還包括：將此數字信號輸入到基帶接收機中，并最終由接收機確定用戶位置，將定位的結果與輸入的用戶位置做數據比較。

優選的，所述通過衛星星歷計算衛星參數和偽距，具體為：

根據已知的導航電文轉換成可用的衛星星歷，通過衛星星歷求得已知時刻的衛星位置、衛星仰角和對流層電離層延時誤差，計算得出仰角大于5°的衛星與用戶之間的偽距。

優選的，所述根據Δt內偽距的變化量，得到碼頻率調節字和載波頻率調節字的變化值，具體為：

首先每次中斷中衛星與用戶的偽距的變化量、偽距的變化量的變化量、偽距的三次變化量，即衛星與用戶之間的速度、加速度、加加速度；然后將偽距的變化量轉換為三級相位累加器的頻率控制字、調頻斜率控制字、二次調頻斜率控制字，計算得到此時刻的載波頻率調節字和碼頻率調節字。

優選的，所述根據更新的載波頻率控制字和碼頻率控制字，產生正余弦載波信號和測距碼信號，并將導航電文數據碼和測距碼的調制值加載到載波上，具體為：

載波頻率調節字輸入數控振蕩器(DCO)，得到階梯型周期信號和溢出信號，所得到的溢出信號即為載波周期，階梯型周期信號通過正余弦函數查找表得到載波的正弦和余弦值，即可得到載波信號；測距碼頻率通過碼DCO來產生，測距碼頻率調節字輸入DCO，得到周期溢出信號，即為碼頻率，在碼頻率的控制下，測距碼序列通過線性反饋移位寄存器來產生；在歷元計數器的控制下按時序將導航電文調制在測距碼上；再將數據碼與測距碼的調制值加載到載波上。

優選的，所述產生噪聲信號，并疊加在產生的調制信號上，編碼后輸出數字中頻信號，具體為：