[發明專利]一種再生式衛星信號轉發器

有效

• 申請號: 202010475285.X
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111580134B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 饒勇;孟沖;張一;強亞輝;張宇軒;史亞敬
• 申請（專利權）人: 陜西凌云電器集團有限公司
• 主分類號: G01S19/11
• 分類號: G01S19/11;G01S19/39;G01S19/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種再生式衛星信號轉發器，其特征在于，包括：射頻通道模塊和基帶板卡，所述射頻通道模塊的輸出端與基帶板卡的輸入端相連,射頻通道模塊用于將所接收的目標衛星信號轉換為目標衛星的模擬中頻信號；

所述基帶板卡包括模數轉換模塊、時鐘模塊、數模轉換模塊、基帶信號處理模塊、導航解算模塊和動態模擬模塊；

所述模數轉換模塊的輸入端與射頻通道模塊的輸出端相連,用于將目標衛星的模擬中頻信號轉換為目標衛星的數字中頻信號；

所述基帶信號處理模塊包括捕獲模塊和跟蹤模塊；

所述捕獲模塊的輸入端與模數轉換模塊的輸出端相連,用于根據目標衛星的數字中頻信號判斷目標衛星是否存在，若存在，則通過跟蹤模塊進行目標衛星載波頻率、目標衛星載波相位、目標衛星碼相位跟蹤以得到目標衛星的觀察量值；基帶信號處理模塊還用于接收動態模擬模塊輸出的載波頻率、碼相位修正值，對所述目標衛星碼相位、目標衛星載波相位進行延時和補償；對動態處理后的碼相位、載波相位經中頻調制、合路后，得到各衛星的數字中頻信號；將各衛星的數字中頻信號傳輸至數模轉換模塊，輸出各衛星的模擬中頻信號至射頻通道模塊；

所述導航解算模塊的輸入端與跟蹤模塊的輸出端相連，用于讀取目標衛星發送的導航電文和載波頻率、載波相位、碼相位原始觀測量，將其解算為目標衛星的位置、速度和時間；并解算出用戶接收機天線所在的位置和速度，將該天線的位置、速度和時間信息傳輸至動態模擬模塊；

所述動態模擬模塊的輸入端與導航解算模塊的輸出端相連，用于根據解算目標衛星的觀察量值，結合當前用戶接收機天線的位置和速度、當前接收到的目標衛星的位置和速度、用戶預設的動態控制量，得到期望的接收機的位置和運動軌跡，進而得到各時刻目標衛星信號載波頻率、碼相位修正值，傳輸至基帶信號處理模塊進行目標衛星信號修正和中頻調制；

所述捕獲模塊通過短時匹配濾波-FFT算法搜索接收到的信號中是否存在目標衛星的信號；

所述捕獲模塊包含：數字下變頻模塊、偽隨機碼發生器、匹配濾波器、FFT和Tong檢測器；

所述數字下變頻模塊用于將模數轉換模塊得到的目標衛星的數字中頻信號，同本地載波相乘，得到復基帶信號；

所述偽隨機碼發生器用于按照預設控制軟件設置的衛星號，產生待捕獲的目標衛星對應的偽隨機碼；

所述匹配濾波器用于通過復基帶信號和偽隨機碼進行相關運算，得到分組的短時相關值；

所述FFT用于對短時相關值進行頻譜分析，得到相干時間內的長積分值；

所述Tong檢測器用于遍歷FFT輸出的所有長積分值，若積分值大于預設門限且達到規定的次數，判定為存在目標衛星；否則判定為不存在目標衛星。

2.如權利要求1所述的再生式衛星信號轉發器，其特征在于，根據目標衛星的導航電文和原始觀測量，解算為目標衛星的位置、速度和時間，包括：

對原始電文進行奇偶校驗，對無錯的電文進行解析，得到每顆衛星的星歷；從衛星星歷中，解析出星歷參考時間，以該時間為基準，按各衛星導航系統用戶接口協議規定，解算出每顆衛星的詳細的軌道參數和信號發生時刻點的衛星位置、速度和時間。

3.如權利要求1所述的再生式衛星信號轉發器，其特征在于，根據解算目標衛星的觀察量值，結合當前接收機天線的位置和速度、當前衛星的位置和速度、用戶預設的動態控制量，得到目標位置運動軌跡，包括：

利用用戶預設的動態控制量中某一時刻點的速度，加上該時刻加速度對時間的積分，得到一段時間內的動態補償的速度值；

利用解算得到的接收機天線的位置，加上動態補償的速度值對時間的積分，得到一段時間內的目標位置，即為運動目標位置的軌跡；

由真實的衛星位置和接收機天線的位置計算出每個衛星真實的偽距，由真實的衛星位置和運動目標位置計算出每個衛星期望的偽距，期望的偽距同真實的偽距之差，即為動態補償的碼相位修正值；

由各動態補償的速度值，結合載波頻率、衛星仰角，計算出產生的多普勒效應的多普勒頻率值，即為動態補償的載波頻率修正值；

碼相位補償采用基于DDS的延時法，通過控制偽隨機碼發生器的驅動DDS的控制字相位，實現對偽碼的時間延時；

載波頻率補償直接在本地載波DDS的頻率控制字上加上載波頻率修正值，實現頻率修正。