[發明專利]基于GPU實時導航信號生成裝置

有效

• 申請號: 202010863991.1
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN112013875B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李光;李紹前;王學良;沈苑;徐凱;鄒玉龍;李蓬蓬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01S19/23
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

1.一種基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述基于GPU實時導航信號生成裝置包括數字信號產生單元及下行信號射頻單元，其中：

所述數字信號產生單元用于根據時頻信號產生數字中頻信號；所述下行信號射頻單元用于將所述數字中頻信號轉換為模擬中頻信號，以及完成所述模擬中頻信號的上變頻并輸出相應功率的射頻導航信號，以模擬導航衛星信號的生成；

所述數字中頻信號包括B1頻點導航信號、B2頻點導航信號和B3頻點導航信號；

所述數字信號產生單元中的GPU通過流同時生成所述B1頻點導航信號、所述B2頻點導航信號、所述B3頻點導航信號的數字基帶信號，以通過GPU進行實時處理信號，并保持與真實衛星的信息接收和信號生成時延的一致性；

所述數字信號產生單元包括數字載波產生模塊、數字信號處理模塊和接口通信模塊，其中：

所述數字信號處理模塊包括精密測距碼、C碼發生器、幅度映射器、基帶成形濾波器和反Sinc濾波器，其中：

所述精密測距碼和所述C碼發生器在外部組件的1PPS信號和相應頻點的時頻信號的控制下產生相應的碼流，調制到對應通道的導航電文后，經所述幅度映射器轉換為非歸零碼，所述基帶成形濾波器濾除高頻分量后調制至所述數字中頻信號，經所述反Sinc濾波器濾波后，由所述接口通信模塊輸出至所述下行信號射頻單元。

2.如權利要求1所述的基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述數字信號產生單元與所述下行信號射頻單元之間采用高速光纖連接。

3.如權利要求1所述的基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述數字基帶信號分為13個通道。

4.如權利要求3所述的基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述數字載波產生模塊通過外部組件的1PPS信號驅動數字載波相位累加，再將相位累加值作為數字載波查找表的地址，通過所述數字載波查找表輸出載波；

所述數字信號處理模塊用于生成數字基帶信號層面的擴頻碼及信道編碼，生成所述B1頻點導航信號、B2頻點導航信號和B3頻點導航信號，同時接收導航任務處理機生成的導航電文，并調制到B1頻點導航信號、B2頻點導航信號和B3頻點導航信號上；

所述接口通信模塊用于提供所述數字信號處理模塊與外部通信的接口。

5.如權利要求4所述的基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述下行信號射頻單元包括DA轉換模塊、調制模塊、數控衰減模塊和隔離器，其中：

所述DA轉換模塊將B1頻點導航信號、B2頻點導航信號、B3頻點導航信號轉換為所述模擬中頻信號；

所述調制模塊用于完成所述B1頻點導航信號、所述B2頻點導航信號、所述B3頻點導航信號的頻點模擬正交調制，并在擴頻模式及單載波模式間切換；

所述數控衰減模塊完成射頻信號的輸出功率控制；

所述隔離器用于減少由于阻抗不匹配引起的后端反射信號對前端信號的影響。

6.如權利要求5所述的基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述DA轉換模塊的路數共4路，每支路的DA轉換值為16bit，DA轉換模塊的速率為500MHz。

7.如權利要求5所述的基于GPU實時導航信號生成裝置，其特征在于，所述數控衰減模塊可調節范圍為8dB，步進幅度為1dB。