[發明專利]一種北斗衛星導航系統選星定位設備

在審

• 申請號: 201710583590.9
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107219540A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 丁子涵
• 申請（專利權）人: 東方點石科技（天津）有限責任公司
• 主分類號: G01S19/28
• 分類號: G01S19/28;G01S19/37;G01S19/42;G01S19/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于衛星導航技術領域，具體涉及一種北斗衛星導航系統選星定位設備。

背景技術

全球衛星導航系統已經成為了國家非常重要的信息基礎設施，在某些重要領域如依賴國外衛星導航系統，一旦出現緊急情況或重大利益沖突，整個國家的國防軍事以及社會經濟安全都將受到威脅，這對國家利益的影響將是慘重的。因此，北斗衛星導航系統應運而生。它的誕生，使得我國在一些特殊的場合不再受制于國外衛星系統，無論在軍事戰略還是日常生活中都對我國具有非常重大的意義。

北斗衛星導航系統是我國自主研制的，目前已經可為亞洲和太平洋地區提供無源定位、授時、導航服務。預計在未來二十年內，北斗衛星導航系統將逐漸成長為覆蓋全球的衛星導航系統。可以預見的到，關系到國防軍事方面將最先普及北斗導航應用，隨著北斗導航系統逐漸完善和成熟，再普及到各類民用方面，最終成為普及度非常高的成熟的全球衛星定位導航系統，并拉動北斗產業的蓬勃發展。

為了能夠正確接收并解調北斗導航衛星信號，研制北斗用戶終端，就必須掌握如擴頻測距碼、導航電文格式、導航電文參數及算法等接口的相關參數，進而進行定位和導航，而這些內容構成了北斗空間信號接口控制（ICD）文件。2012年12月，北斗ICD文件正式公布，使得相關的接口特征和參數公開化，降低了北斗終端的開發成本及難度，北斗終端的研發的方向性更加明確，研制的思路步驟也更加清晰。依靠強大的市場需求及政府部門的支持，國內外對北斗導航系統感興趣的廠商均可對北斗客戶終端進行相關產品的開發，這標志著北斗導航系統的客戶終端將向通用化、開放化、高速和網絡化方向發展。

北斗導航接收機將會成為北斗產業中應用面最廣、生產量最大的技術產品，它的性能高低將直接影響到北斗衛星導航系統的普及度。然而對于大多數廠商來說，北斗導航包含5顆GEO地球同步靜止軌道衛星，以及IGSO和MEO衛星，在中國的某一時刻可能跟蹤到14顆及以上北斗衛星，對于運算處理能力有限的小型接收機來說，無疑制約著接收機實時性定位解算性能。

因此，有必要提出一種北斗衛星導航系統選星定位設備，降低接收機信號處理和信息融合解算過程中的運算復雜度以及提高小型接收機實時性PVT定位解算性能，并成為了一種新的技術需求。

發明內容

（一）要解決的技術問題

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種北斗衛星導航系統選星定位設備。該設備采用時頻二維FFT信號捕獲、高階環路跟蹤、比特及幀同步等信號處理技術，結合北斗可見衛星預測、失鎖重捕、北斗快速選星、最小二乘信息解算技術，通過北斗快速選星技術能夠降低北斗導航接收機信息解算過程中跟蹤衛星的通道數，極大降低了接收機處理器的運行空間及存儲空間需求，進一步降低了接收機運算處理時間，提高了接收機實時性PVT定位解算性能。

（二）技術方案

本發明提出了一種北斗衛星導航系統選星定位設備，該設備包括北斗信號處理單元A和北斗信息解算單元B，其中所述北斗信號處理單元A用于接收北斗衛星導航系統B1和B2頻點信號，并完成由射頻到中頻信號的前置放大、帶通濾波、模數轉換及自動增益控制，所述北斗信息解算單元B用于根據北斗ICD文檔計算衛星在CGCS2000坐標系下位置速度信息、并完成北斗可見衛星預測、北斗信號失鎖重捕、北斗快速選星及最小二乘定位解算。

優選的，所述北斗信號處理單元A包括北斗天線A01、中頻模塊A02、濾波器A03、放大器A04、自動增益控制器A05、中頻信號采集器A06、偽隨機碼發生器A07、NCO控制器A08、混頻器I A09，相關器I A10、混頻器Q A11、相關器Q A12、時頻二維FFT模塊A13、捕獲控制模塊A14、跟蹤模塊A15、同步模塊A16、導航電文提取模塊A17。

優選的，所述北斗天線A01用于接收北斗衛星導航系統B1和B2頻點信號，并將接收到的信號傳輸至中頻模塊A02。

進一步的，所述中頻模塊A02包括前置放大器、下變頻器和A/D轉換器。

優選的，所述中頻模塊A02連接至濾波器A03，其中濾波器A03采用帶通濾波器，過濾掉北斗衛星導航信號帶外噪聲。

優選的，所述濾波器A03連接至放大器A04，所述放大器A04將通過帶通濾波器后的北斗導航信號進一步放大。

優選的，所述放大器A04連接至自動增益控制器A05，所述自動增益控制器A05用于將北斗導航信號強度控制在適當范圍內，防止北斗導航信號強度落入放大器的非線性區。