[發(fā)明專利]一種北斗二代與GPS公用頻點的實時信號接收處理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510866132.7
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105372683A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雷;鄧江平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航定位的信號接收處理系統(tǒng)，具體涉及一種北斗二代與 GPS公用頻點實時信號接收處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

《2006年中國航天白皮書》宣布將在未來5年啟動五大航天工程，其中 具有軍事用途的第二代“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在4年內(nèi)完成部署。有專家表示， 二代“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)部署完成后，中國將能對小目標(biāo)發(fā)動精準(zhǔn)攻擊，而美國也 有媒體認(rèn)為中國用北斗計劃來壓制美國衛(wèi)星的軍事優(yōu)勢。隨著我國綜合國力的 提升和衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全面滲透普通人的生活，還有科索沃戰(zhàn)爭和第二次海 灣戰(zhàn)爭美國GPS制導(dǎo)高精度打擊武器的誘惑，構(gòu)建一個類似GPS的全球衛(wèi)星導(dǎo) 航定位系統(tǒng)開始提上日程，從2007年開始正式建設(shè)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) (“北斗二號”)。

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)需要發(fā)射35顆衛(wèi)星，足足要比GPS多出11顆。 按照規(guī)劃，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將有5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌 道衛(wèi)星組成，采用“東方紅”-3號衛(wèi)星平臺。30顆非靜止軌道衛(wèi)星又細(xì)分為27 顆中軌道衛(wèi)星(MEO)和3顆傾斜軌道同步衛(wèi)星(IGSO)組成，27顆MEO衛(wèi)星平 均分布在傾角55度的三個平面上，軌道高度21500公里。“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定 位系統(tǒng)將提供開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開放服務(wù)在服務(wù)區(qū)免費提供定位，測速和 授時服務(wù)，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度為0.2米/秒。 授權(quán)服務(wù)則是軍事用途的馬甲，將向授權(quán)用戶提供更安全與更高精度的定位， 測速，授時服務(wù)，外加繼承自北斗試驗系統(tǒng)的通信服務(wù)功能。

北斗二代采用與GPS相同的載波頻率和調(diào)制方式，但是使用不同的偽隨機(jī) 碼和數(shù)據(jù)編碼方式，GPS接收機(jī)不能處理北斗二代信號。而少量能處理北斗二 代信號的接收機(jī)也只是通過通用GPS接收機(jī)作后處理，但還是不能作為實時應(yīng) 用。一般地，GPS硬件接收機(jī)的冷啟動時間在幾十秒，熱啟動1秒左右，自動 定位的處理時間大于10秒。因此，采用軟件研究快速捕獲方法是很有應(yīng)用價 值，尤其是基于軟件無線電思想的兼容北斗二代/GPS定位信號的軟件處理方 法，不僅還沒有產(chǎn)品級的終端出現(xiàn)，而且也具有可重配置性的開發(fā)與應(yīng)用優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種北斗二代和GPS 公用頻點實時信號接收處理系統(tǒng)。

本發(fā)明一種北斗二代和GPS公用頻點實時接收處理信號系統(tǒng)，包括一個 Max2741為主芯片的北斗二代和GPS公用頻點第一RF射頻前端模塊，一個 GRM7520為主芯片的北斗二代和GPS公用頻點第二RF射頻前端模塊，一個 GP2015為主芯片的北斗二代和GPS公用頻點第三RF射頻前端模塊，一個 Spartan3系列FPGA芯片，一個作為USB控制器的CY7C68013A。

北斗二代和GPS公用頻點實時信號通過同一天線進(jìn)入三個RF射頻前端模 塊，經(jīng)過一系列放大、濾波和下變頻處理，并通過A/D轉(zhuǎn)換為2bit的中頻數(shù) 字信號，中頻數(shù)字信號在FPGA的控制下，被采集到FPGA的內(nèi)部存儲器中，以 乒乓方式存儲成一定長度的數(shù)據(jù)塊，最后通過USB控制器，按塊傳輸?shù)接嬎銠C(jī) 上；其中：

北斗二代和GPS公用頻點第一RF射頻前端模塊Max2741芯片中的兩位中 頻數(shù)字信號線、中頻采樣時鐘線以及三根SPI編程接口控制線都分別引出，并 連接到Spartan3系列FPGA的可編程I/O口上；

北斗二代和GPS公用頻點第二RF射頻前端模塊GRM7520芯片的兩位中頻 數(shù)字信號線和中頻采樣時鐘線分別引出，并連接到Spartan3系列FPGA的可編 程I/O口上；

北斗二代和GPS公用頻點第三RF射頻前端模塊GP2015中的兩位中頻數(shù) 字信號線、兩根差分時鐘輸出線和一個中頻采樣時鐘輸入線分別引出，并連接 到Spartan3系列FPGA的可編程I/O口上；

USB控制器CY7C68013A芯片連接在Spartan3系列FPGA的可編程I/O口 上；