專利名稱：全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)及其室內(nèi)外無縫切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種及全球定位系統(tǒng)GPS (Global Position System) 接收機(jī)技術(shù)，尤旨一種主要應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境下的高靈敏度導(dǎo)航接收 機(jī)的定位與導(dǎo)航及其室內(nèi)外無縫切換方法。
背景技術(shù)：
絕大多數(shù)使用手持定位設(shè)備的用戶分布在高樓密集的城市地 區(qū)，且大部分時(shí)間處于室內(nèi)。在室內(nèi)、高樓之間、地下停車場(chǎng)、高 架道路等環(huán)境，由于受到遮蔽，全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)非常微弱， 有時(shí)甚至只有-160dBmW，低于開闊地環(huán)境下30dB，普通的衛(wèi)星導(dǎo)航
接收機(jī)已無法定位。當(dāng)前，全球定位系統(tǒng)正在不斷發(fā)展，如美國的 GPS系統(tǒng)、歐洲的Galileo系統(tǒng)、中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航接收 機(jī)技術(shù)是全球定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，基于位置的服務(wù)(LBS: Location Based Servers)的大眾市場(chǎng)全球定位系統(tǒng)接收機(jī)是其發(fā)展的主要方 向。為了滿足城市環(huán)境中的應(yīng)用，具備接收微弱衛(wèi)星信號(hào)能力的高 靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)受到關(guān)注。
對(duì)于LBS業(yè)務(wù)來說，高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)的信號(hào)捕獲能力及定 位時(shí)間是其關(guān)鍵指標(biāo)，大規(guī)模的并行相關(guān)器是實(shí)現(xiàn)快速弱信號(hào)定位 的主要方法，但同時(shí)帶來了硬件資源增加、功耗變大等弊端。而且， 很多時(shí)候用戶并不需要連續(xù)的定位方式，因此一種基于快拍 (Snapshot)定位技術(shù)的單點(diǎn)定位方式正在迅速發(fā)展。如美國專利 US6707422所描述的，該方案采用大容量的存儲(chǔ)單元，將原始衛(wèi)星
信號(hào)進(jìn)行存貯，并通過接收機(jī)算法給出單點(diǎn)定位的結(jié)果。由于原始 數(shù)據(jù)中包含所有衛(wèi)星的信息， 一般情況下， 一次存貯即可解算出位 置。該方法不僅適合于高靈敏度算法的靈活實(shí)現(xiàn)，而且能夠更為有 效地利用輔助信息，能與通信平臺(tái)更加緊密地結(jié)合，支持通信終端 的各種定位模式，便于實(shí)現(xiàn)低功耗的工作模式。
由于高靈敏度捕獲算法具有極大的挑戰(zhàn)，許多高靈敏度GPS芯 片商提出了折中的解決辦法。如美國SiRF公司的SiRFstar III芯 片，其要求有一顆衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)于一147dBmW時(shí)，才能夠?qū)崿F(xiàn)靈敏度 指標(biāo)-155dBmW; Global Locate公司的Mantaray高靈敏度芯片，必 須有一顆衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)于一142dBmW時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)靈敏度指標(biāo) -160dBmW。在強(qiáng)信號(hào)、弱信號(hào)兩種條件下均能有效工作是高靈敏度 導(dǎo)航接收機(jī)的特征。
與現(xiàn)有產(chǎn)品比較，采用Snapshot單點(diǎn)定位的接收機(jī)，具備更好 的靈敏度指標(biāo)，而且在定位時(shí)間與功耗上同樣具備優(yōu)勢(shì)。但是，如 果將此方案應(yīng)用于室外強(qiáng)信號(hào)條件下，由于存在存貯容量與靈敏度 指標(biāo)之間的矛盾，捕獲方式的定位很難滿足定位精度的指標(biāo)要求。 因此，本發(fā)明提出Snapshot單點(diǎn)定位接收機(jī)中捕獲與實(shí)時(shí)跟蹤之間 進(jìn)行切換的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足之處，本發(fā)明的主要目的旨在提供一種為輔 助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS —部分結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航接收機(jī)，通過導(dǎo)航接 收機(jī)的基帶相關(guān)器電路中的快拍捕獲模塊完成信號(hào)的捕獲，實(shí)時(shí)跟 蹤模塊完成信號(hào)的連續(xù)跟蹤，捕獲/跟蹤同步模塊完成捕獲與跟蹤之 間的同步，在輔助模式下，高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)在室內(nèi)環(huán)境下可以 實(shí)現(xiàn)更快速、更準(zhǔn)確的定位；
本發(fā)明的另一目的旨在提供一種快怕Snapshot單點(diǎn)定位接收 機(jī)中捕獲與實(shí)時(shí)跟蹤之間進(jìn)行切換的方法，通過三種切換情況強(qiáng)
信號(hào)條件下的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤，強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的 捕獲，實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的丟失重捕并跟蹤，有效滿足接收機(jī)在兩種信 號(hào)條件下的性能指標(biāo)，且簡(jiǎn)單、可靠地實(shí)現(xiàn)了兩種信號(hào)條件下的無 縫切換。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)室內(nèi)區(qū)域高精度定位的要求，
主要解決高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)整體硬件實(shí)現(xiàn)問題；要解決通過 整個(gè)硬件系統(tǒng)如何獲取高精度的定位結(jié)果問題；要解決存在存儲(chǔ)式 捕獲與流水式跟蹤的切換問題；要解決關(guān)鍵的捕獲/跟蹤同步模塊的 同步控制技術(shù)問題；要解決快拍捕獲模塊中的捕獲基帶處理單元輸 出的切換信息問題；要解決如何提高靈敏度指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更快速、更 準(zhǔn)確的定位等有關(guān)技術(shù)問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該定位系統(tǒng)由 服務(wù)器、接口、天線、接收機(jī)、射頻模塊、星座、通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算 機(jī)等部件組成，所述定位系統(tǒng)的發(fā)送端通過無線信號(hào)傳輸?shù)浇邮諜C(jī) 的接收端，所述接收機(jī)為輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS的一部分結(jié) 構(gòu)，該輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS至少包括
衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座、終端接收天線、射頻電路、基帶 相關(guān)器電路，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理、定位服務(wù)器、參考接收機(jī)與參考接收 機(jī)天線，各裝置組合為一整體的定位系統(tǒng)；射頻電路通過終端接收 天線接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，參考接 收機(jī)通過參考接收機(jī)天線接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座的 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；
一射頻電路的輸出端分別同時(shí)與基帶相關(guān)器電路中的快拍捕獲 模塊和實(shí)時(shí)跟蹤模塊的輸入端相連接；
一基帶相關(guān)器電路主要由快拍捕獲模塊、捕獲/跟蹤同步模塊和 實(shí)時(shí)跟蹤模塊組成，在存儲(chǔ)式捕獲的快拍捕獲模塊與流水式跟蹤實(shí) 時(shí)跟蹤模塊之間加入了一個(gè)捕獲/跟蹤同步模塊，用于信號(hào)捕獲的快 拍捕獲模塊的輸入輸出端與捕獲/跟蹤同步模塊的輸出輸入端相連
接；用于捕獲與跟蹤之間同步的捕獲/跟蹤同步模塊的輸入輸出端與 用于信號(hào)連續(xù)跟蹤的實(shí)時(shí)跟蹤模塊的輸出輸入端相連接；
一導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理模塊的輸入輸出端分為四路第一路與基帶相 關(guān)器電路中的快拍捕獲模塊的輸出輸入端相連接；第二路與基帶相 關(guān)器電路中的捕獲/跟蹤同步模塊的輸出輸入端相連接；第三路與基 帶相關(guān)器電路中的實(shí)時(shí)跟蹤模塊的輸出輸入端相連接；第四路與定 位服務(wù)器的輸出輸入端相連接；
一參考接收機(jī)的輸出端與定位服務(wù)器的輸入端相連接，定位服 務(wù)器的輸入輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理模塊的輸出輸入端相連接。
所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)的快拍捕獲模塊包 括快拍存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘計(jì)數(shù)器、捕獲基帶處理單元和捕獲模塊接 口，其中
快拍存儲(chǔ)單元的一路輸入端與射頻電路的輸出端相連接，另一 路的輸出端與時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的輸入端相連接，再一路的輸入輸出端與 捕獲基帶處理單元模塊的輸出輸入端相連接；
時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的輸出端通過計(jì)數(shù)信號(hào)與捕獲/跟蹤同步模塊的輸 入端相連接；
捕獲基帶處理單元模塊的輸入輸出端分為三路第一路與快拍 存儲(chǔ)單元的輸出輸入端相連接；第二路通過碼相位參數(shù)的傳遞與捕 獲/跟蹤同步模塊的輸出輸入端相連接；第三路與捕獲模塊接口的輸 出輸入端相連接；
捕獲模塊接口的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端相連接；
快拍存儲(chǔ)單元采集射頻模塊輸出的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)，開始采集的 同時(shí)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，記錄時(shí)間信息；捕獲基帶處理單元將 捕獲的結(jié)果通過捕獲模塊接口輸出給導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理。
所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)的實(shí)時(shí)跟蹤模塊包 括跟蹤相關(guān)器通道和跟蹤通道接口，其中跟蹤相關(guān)器通道的一路輸入端與射頻電路的輸出端相連接，另 一路的輸入輸出端與捕獲/跟蹤同步模塊的輸出輸入端相連接，再一
路的輸入輸出端與跟蹤通道接口的輸出輸入端相連接；
跟蹤通道接口的一路輸入輸出端與跟蹤相關(guān)器通道的輸出輸入
端相連接，另一路的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端相連接； 在捕獲/跟蹤同步模塊的信號(hào)控制下，跟蹤通道啟動(dòng)工作，對(duì)射
頻模塊輸出的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并且將結(jié)果輸出給導(dǎo)航
數(shù)據(jù)處理部分。
所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)的捕獲/跟蹤同步模 塊包括時(shí)間同步計(jì)算模塊和接口模塊，其中-
時(shí)間同步計(jì)算模塊的一路輸入端接收來自快拍捕獲模塊輸出的 時(shí)間計(jì)數(shù)器值的計(jì)數(shù)Count信號(hào)，另外，時(shí)間同步計(jì)算模塊的輸入 輸出端分為三路第一路通過捕獲到的碼相位和Doppler頻率信號(hào) 與快拍捕獲模塊的輸出輸入端相連接；第二路與接口模塊的輸出輸 入端相連接；第三路與實(shí)時(shí)跟蹤模塊的輸出輸入端相連接；時(shí)間同 步計(jì)算模塊對(duì)快拍捕獲模塊輸出的時(shí)間計(jì)數(shù)器值計(jì)數(shù)Count與捕獲 到的碼相位、Doppler頻率信號(hào)進(jìn)行傳遞處理，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理模 塊的控制下，啟動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤模塊的信號(hào)；
接口模塊的一路輸入輸出端與時(shí)間同步計(jì)算模塊的輸出輸入端 相連接，另一路的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端相連接。
一種全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi)外無縫切換方法，該 方法通過基帶相關(guān)器電路中快拍捕獲模塊、捕獲/跟蹤同步模塊和 實(shí)時(shí)跟蹤模塊的組合，在存儲(chǔ)式捕獲的快拍捕獲模塊與流水式跟蹤 實(shí)時(shí)跟蹤模塊之間加入了一個(gè)捕獲/跟蹤同步模塊，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外無縫 切換的技術(shù)；通過時(shí)間同步計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模 塊啟動(dòng)工作，使之跟蹤相關(guān)器通道的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工作； 通過快拍捕獲模塊中的捕獲基帶處理單元輸出的主要切換信息碼相 位信號(hào)，完成接收機(jī)的主要A、 B、 C三種切換情況強(qiáng)信號(hào)條件下的
捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤，強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲和實(shí)時(shí)跟 蹤信號(hào)的丟失重捕并跟蹤，其中-
A.室外強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤采用snapshot捕獲方 式的高靈敏度接收機(jī)，初始捕獲室外強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)并送入跟蹤環(huán)，完 成snapshot捕獲方式與跟蹤環(huán)的時(shí)間相對(duì)性；通過捕獲/跟蹤同步 模塊的時(shí)間同步計(jì)算模塊，根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的值與捕獲基帶處理單 元輸出的碼相位與Doppler頻率信息，計(jì)算切換所需的時(shí)間信息； 該強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤方法的具體工作步驟是 步驟l.快拍存儲(chǔ)單元采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)A 步驟2.捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A
執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)A模塊 后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A模塊； 步驟3.判斷是否捕獲到信號(hào)A
執(zhí)行完捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A模塊后，則 進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)A模塊，如果是捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入判斷 信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A模塊；如果沒有捕獲到信號(hào)，則反饋
進(jìn)入捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A模塊；
步驟4.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A
如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲/跟蹤同步模塊的 時(shí)間同步計(jì)算模塊工作，該時(shí)間同步計(jì)算模塊根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的值 與捕獲基帶處理單元輸出的碼相位與D叩pler頻率信息，計(jì)算切換 所需的時(shí)間信息；
如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單 元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A模塊；
步驟5.時(shí)間同步計(jì)算模塊控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊啟動(dòng)工作
執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊的時(shí)間同步計(jì)算模塊工作模塊后， 則進(jìn)入時(shí)間同步計(jì)算模塊控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊啟動(dòng)工作，根據(jù)時(shí)間同
步計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊啟動(dòng)工作，跟蹤相關(guān)器
通道的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工作； 步驟6.完成捕獲到跟蹤的切換
執(zhí)行完時(shí)間同步計(jì)算模塊控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊啟動(dòng)工作模塊后， 則進(jìn)入完成捕獲到跟蹤的切換模塊；
B.強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲通過捕獲/跟蹤同步模 塊的同步控制技術(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模塊提取偽距觀測(cè)量的同時(shí)捕獲基帶 處理單元啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元，采集弱信號(hào)捕獲方式下捕獲通道的數(shù) 據(jù)；同時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理緩存此時(shí)刻的觀測(cè)量等待捕獲通道的輸出結(jié) 果；快拍捕獲模塊輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果；在定位服務(wù)器提 供的輔助信息的幫助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理將捕獲結(jié)果與緩存的實(shí)時(shí)跟 蹤模塊的觀測(cè)量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方程，完成定位解算；
該強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲方法的具體工作步驟是 步驟l.快拍存儲(chǔ)單元采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器幵始計(jì)數(shù)B 步驟2.捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)B模塊 后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B模塊； 步驟3.判斷是否捕獲到信號(hào)B 執(zhí)行完捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B模塊后，則進(jìn) 入判斷是否捕獲到信號(hào)B模塊，如果是捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入判斷信 號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B模塊；如果沒有捕獲到信號(hào)，則反饋進(jìn) 入捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B模塊； 步驟4.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B
如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲/跟蹤同步模塊控 制實(shí)時(shí)跟蹤模塊，切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤；
如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元 在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B模塊；
步驟5.判斷實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是否滿足條件
執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊，切換為強(qiáng)衛(wèi)星 信號(hào)跟蹤模塊后，則進(jìn)入判斷實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是否滿足條 件模塊，如果實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是滿足條件，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù) 據(jù)處理進(jìn)行定位解算模塊；
如果實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目沒有滿足條件，則進(jìn)入捕獲/跟 蹤同步模塊啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元，并同步捕獲與跟蹤通道模塊； 步驟6.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理進(jìn)行定位解算
導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理與實(shí)時(shí)跟蹤模塊連續(xù)工作，直到結(jié)束； 步驟7.捕獲/跟蹤同步模塊啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元，并同步捕獲與 跟蹤通道
捕獲/跟蹤同步模塊進(jìn)行如下控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊提取偽距觀 測(cè)量的同時(shí)捕獲基帶處理單元啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元，采集弱信號(hào)捕獲 方式下捕獲通道的數(shù)據(jù)；同時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理緩存此時(shí)刻的觀測(cè)量等 待捕獲通道的輸出結(jié)果；
步驟8.判斷是否捕獲到弱信號(hào)
執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元，并同步捕獲與 跟蹤通道模塊后，則進(jìn)入判斷否捕獲到弱信號(hào)模塊，如果是捕獲到 弱信號(hào)，則進(jìn)入快拍捕獲模塊輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果模塊； 如果沒有捕獲到弱信號(hào)，則進(jìn)入結(jié)束模塊； 步驟9.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量進(jìn)行 導(dǎo)航解算
執(zhí)行完快拍捕獲模塊輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果模塊后，則 進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量進(jìn)行導(dǎo)航解算 模塊；
快拍捕獲模塊輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果，在定位服務(wù)器提 供的輔助信息的幫助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理將捕獲結(jié)果與緩存的實(shí)時(shí)跟 蹤模塊的觀測(cè)量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方程，完成定位解算；
步驟IO.結(jié)束
執(zhí)行完導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量進(jìn)行 導(dǎo)航解算模塊后，則進(jìn)入結(jié)束模塊。
C.實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤是將以上兩種情況相結(jié)合 的工作狀態(tài)，主要是針對(duì)跟蹤丟失的信號(hào)，迅速捕獲之后再一次實(shí) 現(xiàn)跟蹤，重新捕獲過程充分利用實(shí)時(shí)跟蹤階段的參數(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模 塊通過捕獲/跟蹤同步模塊，將跟蹤狀態(tài)的碼相位與Doppler頻率信 息傳遞給捕獲基帶處理單元，捕獲基帶處理單元實(shí)現(xiàn)迅速捕獲，并 將之切換給實(shí)時(shí)跟蹤模塊；如果重新捕獲實(shí)效，則可以進(jìn)入強(qiáng)信號(hào) 的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲情況，實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)的捕獲，并且結(jié)合跟 蹤信號(hào)進(jìn)行定位解算；
該實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤方法的具體工作步驟是
步驟1.實(shí)時(shí)跟蹤模塊一通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤
步驟2.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理判斷是否需要重新捕獲
執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊一通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤模塊后，則進(jìn)入 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理判斷是否需要重新捕獲模塊，如果導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理是需 要重新捕獲，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊傳遞參數(shù)給捕獲基帶處理單元模 塊；
如果導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理不需要重新捕獲，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊放棄 該通道信號(hào)模塊；
步驟3.實(shí)時(shí)跟蹤模塊傳遞參數(shù)給捕獲基帶處理單元模塊 實(shí)時(shí)跟蹤模塊通過捕獲/跟蹤同步模塊，將跟蹤狀態(tài)的碼相位 與Doppler頻率信息傳遞給捕獲基帶處理單元；
步驟4.快拍存儲(chǔ)單元采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)C 步驟5.捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C
執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)C模塊 后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C模塊；
步驟6.判斷是否捕獲到信號(hào)C
執(zhí)行完捕獲基帶處理單元在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C模塊后，則 進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)C模塊，如果是捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入判斷
信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī)模塊；
如果沒有捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式
模塊；
步驟7.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī)
如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊切換為 強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤；
如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲通道工作為弱信號(hào) 捕獲方式模塊；
步驟8.捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式
執(zhí)行完捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式模塊后，則進(jìn)入結(jié)束
模塊；
步驟9.實(shí)時(shí)跟蹤模塊切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤 執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤模塊后，則進(jìn)入 完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤模塊；
步驟10.實(shí)時(shí)跟蹤模塊放棄該通道信號(hào) 捕獲/跟蹤同步模塊的時(shí)間同步計(jì)算模塊，根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的 值與捕獲基帶處理單元輸出的碼相位與Doppler頻率信息計(jì)算切換 所需的時(shí)間信息；并根據(jù)時(shí)間同步計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí) 跟蹤模塊啟動(dòng)工作，跟蹤相關(guān)器通道的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工 作；
執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊放棄該通道信號(hào)模塊后，則進(jìn)入結(jié)束模
塊；
步驟ll.完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤
執(zhí)行完完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤模塊后，則進(jìn)入結(jié)束(3051)
模塊；
步驟12,結(jié)朿 整個(gè)過程結(jié)束。
所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi)外無縫切換方法的 捕獲/跟蹤同步模塊的時(shí)間同步計(jì)算模塊的計(jì)算方法，該捕獲/跟蹤 同步模塊的時(shí)間同步計(jì)算模塊計(jì)算方法如下式-
Time—Phase—Shift = Count + CodeShift + SystemShift +尸^一x Sawp/z'wgF/^g x /"&n^/一77附e 一 — C"/r/er一尸;^ 一
式中Time—Phase_Shift為需要求解的時(shí)間/相位偏移量；
Count為時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的輸出值；
CodeShift為捕獲的碼相位；
SystemShift為系統(tǒng)處理時(shí)間差；
Freq一doppler為doppler頻率值；
Carrier—Freq為載波頻率；
SamplingFreq為信號(hào)采樣率；
Interval—Time為捕獲切換到跟蹤的間隔時(shí)間。 所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi)外無縫切換方法的 碼相位為捕獲輸出的尖峰到起始點(diǎn)之間的距離，結(jié)合時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的 值與此碼相位對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息的信號(hào)，計(jì)算得到輸入信號(hào)與本地重 構(gòu)信號(hào)之間的相位偏移。
本發(fā)明的有益效果是針對(duì)室內(nèi)環(huán)境中利用衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行 定位的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS —部分結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 航接收機(jī)，在輔助模式下，高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)在室內(nèi)環(huán)境下可以 實(shí)現(xiàn)更快速、更準(zhǔn)確的定位；解決了存儲(chǔ)式捕獲與流水式跟蹤的切 換問題；和關(guān)鍵的捕獲/跟蹤同步模塊的同步控制技術(shù)問題；通過強(qiáng) 信號(hào)條件下的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤，強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的 捕獲和實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的丟失重捕并跟蹤的三種切換方法，完成快怕 Snapshot單點(diǎn)定位接收機(jī)中捕獲與實(shí)時(shí)跟蹤之間進(jìn)行的切換，所設(shè) 計(jì)的導(dǎo)航接收機(jī)能夠處理室內(nèi)環(huán)境中微弱的衛(wèi)星信號(hào)，提高了終端
用戶的靈敏度指標(biāo)，并且能夠有效滿足接收機(jī)在兩種信號(hào)條件下的 性能指標(biāo)，且簡(jiǎn)單、可靠地實(shí)現(xiàn)了兩種信號(hào)條件下的無縫切換。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
附圖1為本發(fā)明輔助衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)AGNSS結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明快拍捕獲模塊結(jié)構(gòu)方框示意附圖3為本發(fā)明實(shí)時(shí)跟蹤模塊結(jié)構(gòu)方框示意附圖4為本發(fā)明捕獲/跟蹤同步模塊結(jié)構(gòu)方框示意附圖5為本發(fā)明捕獲的碼相位信息示意附圖6為本發(fā)明強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤流程方框示意圖； 附圖7為本發(fā)明強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲并完成解算 之流程方框示意附圖8為本發(fā)明實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤之流程方框示
意附圖中標(biāo)號(hào)說明 l一終端接收天線；
2— 射頻電路；
3— 基帶相關(guān)器電路； 4一導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理；
5— 定位服務(wù)器；
6— 參考接收機(jī)；
7— 參考接收機(jī)天線；
8— 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座
331— 跟蹤相關(guān)器通道；
332— 跟蹤通道接口；
31— 快拍捕獲模塊；
32— 捕獲/跟蹤同步模塊；
33— 實(shí)時(shí)跟蹤模塊；
311— 快拍存儲(chǔ)單元；
312— 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器；
313— 捕獲基帶處理單元;
314— 捕獲模塊接口；
321 —時(shí)間同步計(jì)算模塊;
3131—碼相位； 322—接口模塊；
322—接口模塊；
3010— 快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開始
計(jì)數(shù)A;
3011— 捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A;
3012— 是否捕獲到信號(hào)A;
3013— 信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A;
3014— 捕獲/跟蹤同步模塊(32)的時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)工
作；
3015— 時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)啟動(dòng) 工作；
3016— 完成捕獲到跟蹤的切換；
3020— 快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開始 計(jì)數(shù)B;
3021— 捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B (3021);
3022— 是否捕獲到信號(hào)B;
3023— 信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B;
3024— 捕獲/跟蹤同步模塊(32)控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)，切換 為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤；
3025— 實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是否滿足條件；
3026— 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)進(jìn)行定位解算；
3027— 捕獲/跟蹤同步模塊(32)啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元(311)，并 同步捕獲與跟蹤通道；
3028— 是否捕獲到弱信號(hào)；
3029— 快拍捕獲模塊(31)輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果；
3030— 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量進(jìn) 行導(dǎo)航解算；
3031— 結(jié)束；3040— 實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33) —通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤；
3041— 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)判斷是否需要重新捕獲；
3042— 實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)放棄該通道信號(hào)；
3043— 實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)傳遞參數(shù)給捕獲基帶處理單元(313) 模塊；
3044— 快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開始
計(jì)數(shù)C;
3045— 捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C;
3046— 是否捕獲到信號(hào)C;
3047— 信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī);
3048— 捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式；
3049— 實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤；
3050— 完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤；
3051— 結(jié)束；
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱附圖1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8所示，本發(fā)明定位系統(tǒng) 由服務(wù)器、接口、天線、接收機(jī)、射頻模塊、星座、通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì) 算機(jī)等部件組成，所述定位系統(tǒng)的發(fā)送端通過無線信號(hào)傳輸?shù)浇邮?機(jī)的接收端，所述接收機(jī)為輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS (Assisted Global Navigation Satellite System)的一部分結(jié)構(gòu)，該輔助衛(wèi) 星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS至少包括
衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座8、終端接收天線l、射頻電路2、 基帶相關(guān)器電路3，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4、定位服務(wù)器5、參考接收機(jī)6 與參考接收機(jī)天線7，各裝置組合為一整體的定位系統(tǒng)；射頻電路2 通過終端接收天線1接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座1的衛(wèi)星 導(dǎo)航信號(hào)，參考接收機(jī)6通過參考接收機(jī)天線7接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航 定位系統(tǒng)GNSS星座1的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；
一射頻電路2的輸出端分別同時(shí)與基帶相關(guān)器電路3中的快拍 捕獲模塊31和實(shí)時(shí)跟蹤模塊33的輸入端相連接；
一基帶相關(guān)器電路3主要由快拍捕獲模塊31、捕獲/跟蹤同步 模塊32和實(shí)時(shí)跟蹤模塊33組成，在存儲(chǔ)式捕獲的快拍捕獲模塊31 與流水式跟蹤實(shí)時(shí)跟蹤模塊33之間加入了一個(gè)捕獲/跟蹤同步模塊 32，用于信號(hào)捕獲的快拍捕獲模塊31的輸入輸出端與捕獲/跟蹤同 步模塊32的輸出輸入端相連接；用于捕獲與跟蹤之間同步的捕獲/ 跟蹤同步模塊32的輸入輸出端與用于信號(hào)連續(xù)跟蹤的實(shí)時(shí)跟蹤模 塊33的輸出輸入端相連接；
一導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4模塊的輸入輸出端分為四路第一路與基帶
相關(guān)器電路3中的快拍捕獲模塊31的輸出輸入端相連接；第二路與
基帶相關(guān)器電路3中的捕獲/跟蹤同步模塊32的輸出輸入端相連接； 第三路與基帶相關(guān)器電路3中的實(shí)時(shí)跟蹤模塊33的輸出輸入端相連 接；第四路與定位服務(wù)器5的輸出輸入端相連接；
一參考接收機(jī)6的輸出端與定位服務(wù)器5的輸入端相連接，定 位服務(wù)器5的輸入輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4模塊的輸出輸入端相連 接。
請(qǐng)參閱附圖2所示，所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī) 的快拍捕獲模塊31包括快拍存儲(chǔ)單元311、時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312、捕 獲基帶處理單元313和捕獲模塊接口 314，其中
快拍存儲(chǔ)單元311的一路輸入端與射頻電路2的輸出端相連接， 另一路的輸出端與時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的輸入端相連接，再一路的輸入 輸出端與捕獲基帶處理單元313模塊的輸出輸入端相連接；
時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的輸出端通過計(jì)數(shù)信號(hào)與捕獲/跟蹤同步模塊 32的輸入端相連接；
捕獲基帶處理單元313模塊的輸入輸出端分為三路第一路與 快拍存儲(chǔ)單元311的輸出輸入端相連接；第二路通過碼相位3131
參數(shù)的傳遞與捕獲/跟蹤同步模塊32的輸出輸入端相連接；第三路 與捕獲模塊接口 314的輸出輸入端相連接；
捕獲模塊接口 314的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4模塊的輸入端相 連接；
快拍存儲(chǔ)單元311采集射頻模塊2輸出的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)，開始 采集的同時(shí)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì)數(shù)，記錄時(shí)間信息；捕獲基帶 處理單元313將捕獲的結(jié)果通過捕獲模塊接口 314輸出給導(dǎo)航數(shù)據(jù) 處理4。
請(qǐng)參閱附圖3所示，所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī) 的實(shí)時(shí)跟蹤模塊33包括跟蹤相關(guān)器通道331和跟蹤通道接口 332， 其中
跟蹤相關(guān)器通道331的一路輸入端與射頻電路2的輸出端相連 接，另一路的輸入輸出端與捕獲/跟蹤同步模塊32的輸出輸入端相 連接，再一路的輸入輸出端與跟蹤通道接口 332的輸出輸入端相連 接；
跟蹤通道接口 332的一路輸入輸出端與跟蹤相關(guān)器通道331的 輸出輸入端相連接，另一路的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4模塊的輸入 端相連接；
在捕獲/跟蹤同步模塊32的信號(hào)控制下，跟蹤通道啟動(dòng)工作， 對(duì)射頻模塊2輸出的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并且將結(jié)果輸出 給導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4部分。
請(qǐng)參閱附圖4所示，所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī) 的捕獲/跟蹤同步模塊32包括時(shí)間同步計(jì)算模塊321和接口模塊 322，其中
時(shí)間同步計(jì)算模塊321的一路輸入端接收來自快拍捕獲模塊31 輸出的時(shí)間計(jì)數(shù)器值的計(jì)數(shù)Coimt信號(hào)，另外，時(shí)間同步計(jì)算模塊 321的輸入輸出端分為三路第一路通過捕獲到的碼相位和多普勒 Doppler頻率信號(hào)與快拍捕獲模塊31的輸出輸入端相連接；第二路
與接口模塊322的輸出輸入端相連接；第三路與實(shí)時(shí)跟蹤模塊33 的輸出輸入端相連接；時(shí)間同步計(jì)算模塊321對(duì)快拍捕獲模塊31 輸出的時(shí)間計(jì)數(shù)器值計(jì)數(shù)Count與捕獲到的碼相位、多普勒D叩pler 頻率信號(hào)進(jìn)行傳遞處理，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4模塊的控制下，啟動(dòng)實(shí) 時(shí)跟蹤模塊33的信號(hào)；
接口模塊322的一路輸入輸出端與時(shí)間同步計(jì)算模塊321的輸 出輸入端相連接，另一路的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4模塊的輸入端 相連接。
請(qǐng)參閱附圖l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8所示， 一種全球定位系統(tǒng) 高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi)外無縫切換方法，其特征在于該方法通過 基帶相關(guān)器電路3中快拍捕獲模塊31、捕獲/跟蹤同步模塊32和實(shí)時(shí) 跟蹤模塊33的組合，在存儲(chǔ)式捕獲的快拍捕獲模塊31與流水式跟蹤 實(shí)時(shí)跟蹤模塊33之間加入了一個(gè)捕獲/跟蹤同步模塊32，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外 無縫切換的技術(shù)；通過時(shí)間同步計(jì)算模塊321的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí) 跟蹤模塊33啟動(dòng)工作，使之跟蹤相關(guān)器通道331的碼產(chǎn)生器從初始相 位開始工作；通過快拍捕獲模塊31中的捕獲基帶處理單元313輸出的 主要切換信息碼相位3131信號(hào)，完成接收機(jī)的主要A、 B、 C三種切換 情況強(qiáng)信號(hào)條件下的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤，強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到 弱信號(hào)的捕獲和實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的丟失重捕并跟蹤，其中
A.室外強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤采用snapshot捕獲方 式的高靈敏度接收機(jī)，初始捕獲室外強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)并送入跟蹤環(huán)，完 成snapshot捕獲方式與跟蹤環(huán)的時(shí)間相對(duì)性；通過捕獲/跟蹤同步 模塊32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321，根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的值與捕獲 基帶處理單元313輸出的碼相位3131與Doppler頻率信息，計(jì)算切 換所需的時(shí)間信息；
該強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤方法的具體工作步驟是
步驟l.快拍存儲(chǔ)單元311采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì) 數(shù)A 3010
步驟2.捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A 3011 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元311采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì)數(shù) A3010模塊后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作 A3011模塊；
步驟3.判斷是否捕獲到信號(hào)A 3012
執(zhí)行完捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A3011模塊 后，則進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)A3012模塊，如果是捕獲到信號(hào)， 則進(jìn)入判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A3013模塊；如果沒有捕獲 到信號(hào)，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作 A3011模塊；
步驟4.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A 3013
如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲/跟蹤同步模塊 32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321工作3014，該時(shí)間同步計(jì)算模塊321 根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的值與捕獲基帶處理單元313輸出的碼相位 3131與Doppler頻率信息，計(jì)算切換所需的時(shí)間信息；
如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單 元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A3011模塊；
步驟5.時(shí)間同步計(jì)算模塊321控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33啟動(dòng)工作
3015
執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321工作 3014模塊后，則進(jìn)入時(shí)間同步計(jì)算模塊321控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33 啟動(dòng)工作3015，根據(jù)時(shí)間同步計(jì)算模塊321的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí) 跟蹤模塊33啟動(dòng)工作，跟蹤相關(guān)器通道331的碼產(chǎn)生器從初始相位 開始工作；
步驟6.完成捕獲到跟蹤的切換3016
執(zhí)行完時(shí)間同步計(jì)算模塊321控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33啟動(dòng)工作 3015模塊后，則進(jìn)入完成捕獲到跟蹤的切換3016模塊； B.強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲通過捕獲/跟蹤同步模 塊32的同步控制技術(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模塊33提取偽距觀測(cè)量的同時(shí)捕 獲基帶處理單元313啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元311，采集弱信號(hào)捕獲方式 下捕獲通道的數(shù)據(jù)；同時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4緩存此時(shí)刻的觀測(cè)量等待 捕獲通道的輸出結(jié)果；快拍捕獲模塊31輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié) 果；在定位服務(wù)器5提供的輔助信息的幫助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4將 捕獲結(jié)果與緩存的實(shí)時(shí)跟蹤模塊33的觀測(cè)量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方 程，完成定位解算；
該強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲方法的具體工作步驟是
步驟1.快拍存儲(chǔ)單元311采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì) 數(shù)B 3020
步驟2.捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B 3021 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元311采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì)數(shù) B3020模塊后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作 B3021模塊；
步驟3.判斷是否捕獲到信號(hào)B 3022 執(zhí)行完捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B3021模塊 后，則進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)B3022模塊，如果是捕獲到信號(hào)， 則進(jìn)入判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B3023模塊；如果沒有捕獲 到信號(hào)，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作 B3021模塊；
步驟4.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B 3023
如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲/跟蹤同步模塊 32控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33，切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤3024;
如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元 313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B 3021模塊；
步驟5.判斷實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是否滿足條件3025 執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊32控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33，切換為
強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤3024模塊后，則進(jìn)入判斷實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目 是否滿足條件3025模塊，如果實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是滿足條 件，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4進(jìn)行定位解算3026模塊；
如果實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目沒有滿足條件，則進(jìn)入捕獲/跟 蹤同步模塊32啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元311，并同步捕獲與跟蹤通道3027 模塊；
步驟6.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4進(jìn)行定位解算3026
導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4與實(shí)時(shí)跟蹤模塊33連續(xù)工作，直到結(jié)束； 步驟7.捕獲/跟蹤同步模塊32啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元311，并同步 捕獲與跟蹤通道3027
捕獲/跟蹤同步模塊32進(jìn)行如下控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33提取 偽距觀測(cè)量的同時(shí)捕獲基帶處理單元313啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元311, 采集弱信號(hào)捕獲方式下捕獲通道的數(shù)據(jù)；同時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4緩存 此時(shí)刻的觀測(cè)量等待捕獲通道的輸出結(jié)果； 步驟8.判斷是否捕獲到弱信號(hào)3028
執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊32啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元311，并同 步捕獲與跟蹤通道3027模塊后，則進(jìn)入判斷否捕獲到弱信號(hào)3028 模塊，如果是捕獲到弱信號(hào)，則進(jìn)入快拍捕獲模塊31輸出弱信號(hào)方 式下的捕獲結(jié)果3029模塊；
如果沒有捕獲到弱信號(hào)，則進(jìn)入結(jié)束3031模塊； 步驟9.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量進(jìn) 行導(dǎo)航解算3030
執(zhí)行完快拍捕獲模塊31輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果3029 模塊后，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量 進(jìn)行導(dǎo)航解算3030模塊；
快拍捕獲模塊31輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果，在定位服務(wù) 器5提供的輔助信息的幫助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4將捕獲結(jié)果與緩存
的實(shí)時(shí)跟蹤模塊33的觀測(cè)量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方程，完成定位解 算；
步驟10.結(jié)束3031
執(zhí)行完導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量進(jìn) 行導(dǎo)航解算3030模塊后，則進(jìn)入結(jié)束3031模塊。
C.實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤是將以上兩種情況相結(jié)合 的工作狀態(tài)，主要是針對(duì)跟蹤丟失的信號(hào)，迅速捕獲之后再一次實(shí) 現(xiàn)跟蹤，重新捕獲過程充分利用實(shí)時(shí)跟蹤階段的參數(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模 塊33通過捕獲/跟蹤同步模塊32，將跟蹤狀態(tài)的碼相位3131與 D叩pler頻率信息傳遞給捕獲基帶處理單元313，捕獲基帶處理單元 313實(shí)現(xiàn)迅速捕獲，并將之切換給實(shí)時(shí)跟蹤模塊33;如果重新捕獲 實(shí)效，則可以進(jìn)入強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲情況，實(shí)現(xiàn)弱 信號(hào)的捕獲，并且結(jié)合跟蹤信號(hào)進(jìn)行定位解算；
該實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤方法的具體工作步驟是 步驟1.實(shí)時(shí)跟蹤模塊33 —通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤3040 步驟2.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4判斷是否需要重新捕獲3041
執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊33 —通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤3040模塊 后，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4判斷是否需要重新捕獲3041模塊，如果 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4是需要重新捕獲，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊33傳遞參數(shù) 給捕獲基帶處理單元313模塊3043;
如果導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4不需要重新捕獲，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊 33放棄該通道信號(hào)3042模塊；
步驟3.實(shí)時(shí)跟蹤模塊33傳遞參數(shù)給捕獲基帶處理單元313模 塊3043
實(shí)時(shí)跟蹤模塊33通過捕獲/跟蹤同步模塊32，將跟蹤狀態(tài)的 碼相位3131與Doppler頻率信息傳遞給捕獲基帶處理單元313;
步驟4.快拍存儲(chǔ)單元311采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì)數(shù) C 3044
步驟5.捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C 3045 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元311采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì) 數(shù)C3044模塊后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工 作C3045模塊；
步驟6.判斷是否捕獲到信號(hào)C 3046
執(zhí)行完捕獲基帶處理單元313在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C3045模 塊后，則進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)C3046模塊，如果是捕獲到信號(hào)， 則進(jìn)入判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī)3047模塊；
如果沒有捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式 3048模塊;
步驟7.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī) 3047
如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊33切換 為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤3049;
如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲通道工作為弱信號(hào) 捕獲方式3048模塊；
步驟8.捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式3048
執(zhí)行完捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式3048模塊后，則進(jìn) 入結(jié)束3051模塊；
步驟9.實(shí)時(shí)跟蹤模塊33切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤3049 執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊33切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤3049模塊后， 則進(jìn)入完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤3050模塊；
步驟10.實(shí)時(shí)跟蹤模塊33放棄該通道信號(hào)3042 捕獲/跟蹤同步模塊32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321，根據(jù)時(shí)鐘 計(jì)數(shù)器312的值與捕獲基帶處理單元313輸出的碼相位3131與 D叩pler頻率信息計(jì)算切換所需的時(shí)間信息；并根據(jù)時(shí)間同步計(jì)算 模塊321的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33啟動(dòng)工作，跟蹤相關(guān)器 通道331的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工作；
執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊33放棄該通道信號(hào)3042模塊后，則進(jìn)入 結(jié)束3051模塊；
步驟ll.完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤3050
執(zhí)行完完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤3050模塊后，則進(jìn)入結(jié)束 3051模塊；
步驟12.結(jié)束3051 整個(gè)過程結(jié)束。
所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi)外無縫切換方法的 捕獲/跟蹤同步模塊32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321的計(jì)算方法，該捕 獲/跟蹤同步模塊32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321計(jì)算方法如下式-
Time—Phase—Shift = Count + CodeShift + SystemShift +-^~^~ x Awz/^/wgi^eg x /w/erva/—77we
一 — C"me/" —Z7/^ —
式中Time_Phase_Shift為需要求解的時(shí)間/相位偏移量；
Count為時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的輸出值；
CodeShift為捕獲的碼相位3131;
SystemShift為系統(tǒng)處理時(shí)間差；
Freq—doppler為doppler頻率值；
Carrier—Freq為載波頻率；
SamplingFreq為信號(hào)采樣率；
Interval_Time為捕獲切換到跟蹤的間隔時(shí)間。 請(qǐng)參閱附圖5所示，所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室 內(nèi)外無縫切換方法，其特征在于所述的碼相位3131為捕獲輸出的 尖峰到起始點(diǎn)之間的距離，結(jié)合時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的值與此碼相位 3131對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息的信號(hào)，計(jì)算得到輸入信號(hào)與本地重構(gòu)信號(hào)之 間的相位偏移。
本發(fā)明的系統(tǒng)組成與工作原理
本發(fā)明的高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)是輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)
(AGNSS)的一部分。AGNSS的整體設(shè)計(jì)方案如附圖1所示，包括衛(wèi)星星座8、終端接收天線l、射頻電路2、基帶相關(guān)器電路3，導(dǎo)航 數(shù)據(jù)處理4、定位服務(wù)器5、參考接收機(jī)6與參考接收機(jī)天線7。衛(wèi) 星導(dǎo)航信號(hào)通過終端接收機(jī)天線1進(jìn)入接收機(jī)的射頻電路2，輸入 信號(hào)被適當(dāng)放大、濾波之后，以期望的頻率輸出，A/D轉(zhuǎn)換器將上 述模擬信號(hào)數(shù)字化，送入基帶相關(guān)器電路3進(jìn)行處理。在定位服務(wù) 器5的輔助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4完成導(dǎo)航解算，在自主定位情況下， 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4也可脫離定位服務(wù)器5單獨(dú)工作。導(dǎo)航接收機(jī)的基 帶相關(guān)器電路3中的快拍捕獲模塊31完成信號(hào)的捕獲，實(shí)時(shí)跟蹤模 塊33完成信號(hào)的連續(xù)跟蹤，捕獲/跟蹤同步模塊32完成捕獲與跟蹤 之間的同步。導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4根據(jù)基帶相關(guān)器電路3的觀測(cè)值提取 定位所需的偽距、調(diào)制的數(shù)據(jù)等信息，同時(shí)具備獲取并解析定位服 務(wù)器5提供的輔助信息的能力。在輔助模式下，高靈敏度導(dǎo)航接收 機(jī)在室內(nèi)環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)更快速、更準(zhǔn)確的定位。在自主模式下， 終端接收天線1、射頻電路2、基帶相關(guān)器電路3與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4 可以結(jié)合在一起獨(dú)立工作，本發(fā)明提出的方法同樣適合。
基帶相關(guān)器電路3部分是高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的核心，本 發(fā)明采用Snapshot定位原理進(jìn)行微弱信號(hào)的捕獲，如美國專利 US6707422所描述的，A/D轉(zhuǎn)換器輸出的導(dǎo)航信號(hào)采樣數(shù)據(jù)存貯在存 貯器中，便于后端相關(guān)器的復(fù)雜運(yùn)算。由于微弱衛(wèi)星信號(hào)的捕獲十 分耗時(shí)，而且基本上是重復(fù)的相關(guān)累積工作，因此這種Snapshot 方式的捕獲算法能夠十分有效的減小定位時(shí)間節(jié)省功耗，同時(shí)也便 于FFT并行捕獲技術(shù)的應(yīng)用。
如附圖2所示，快拍捕獲模塊31有快拍存儲(chǔ)單元311，捕獲基 帶處理單元313，捕獲模塊接口 314及時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312組成?？炫?存儲(chǔ)單元311采集射頻模塊2輸出的采樣數(shù)據(jù)，開始采集的同時(shí)， 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312開始計(jì)數(shù)，記錄時(shí)間信息。捕獲基帶處理單元313 將捕獲的結(jié)果通過捕獲模塊接口 314輸出給導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4。
為了權(quán)衡Snapshot單點(diǎn)定位存貯空間與靈敏度指標(biāo)及運(yùn)算規(guī)模之間的矛盾，必須降低信號(hào)的采樣率，這勢(shì)必帶來了定位精度的 損失，因此，接收機(jī)在室外定位的情況下，為了滿足精度要求，需
要流水式的跟蹤衛(wèi)星信號(hào)。如附圖3所示，實(shí)時(shí)跟蹤模塊33由跟蹤 相關(guān)器通道331、跟蹤通道接口 332組成。在捕獲/跟蹤同步模塊32 的控制下，跟蹤通道啟動(dòng)工作，對(duì)射頻模塊2輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行 實(shí)時(shí)的處理，并且將結(jié)果輸出給導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4部分。
這種方案存在存儲(chǔ)式捕獲與流水式跟蹤的切換問題，本發(fā)明提 出的接收機(jī)的主要特征就是滿足這種需求，在兩者之間加入了一個(gè) 特制的捕獲/跟蹤同步模塊(32)。如附圖4所示，捕獲/跟蹤同步模 塊32由時(shí)間同步計(jì)算模塊321、接口模塊322組成。其中的時(shí)間同 步計(jì)算模塊321對(duì)快拍捕獲模塊31輸出的時(shí)間計(jì)數(shù)器值Count與捕 獲到的碼相位、D叩pler頻率進(jìn)行處理，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4的控制 下啟動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤模塊33的工作。
快拍捕獲模塊31中的捕獲基帶處理單元313輸出的碼相位 3131是切換信息的主要部分。由于全球定位系統(tǒng)的導(dǎo)航信號(hào)是以擴(kuò) 頻碼形式組成的，其中的一個(gè)周期如附圖5所示，捕獲輸出的尖峰 到起始點(diǎn)之間的距離映射為輸入信號(hào)與本地重構(gòu)信號(hào)之間的相位偏 移，結(jié)合時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的值與此碼相位3131對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息，可 以找到快拍存儲(chǔ)單元311中采集信號(hào)的擴(kuò)頻碼初始相位點(diǎn)。
所述的接收機(jī)的有三種切換情況
1.室外強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤
對(duì)于采用snapshot捕獲方式的高靈敏度接收機(jī)，初始捕獲室外 強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)并送入跟蹤環(huán)，必須處理好snapshot捕獲方式與跟蹤環(huán) 的時(shí)間相對(duì)性。為了保證跟蹤信號(hào)與存儲(chǔ)信號(hào)提取測(cè)量值時(shí)刻的同 步，在啟動(dòng)Snapshot存貯的時(shí)刻進(jìn)行計(jì)數(shù)，將兩者的觀測(cè)量通過同 步計(jì)數(shù)器統(tǒng)一起來，捕獲完成之后補(bǔ)償這個(gè)偏差即可。附圖6表示 了此工作原理。
捕獲/跟蹤同步模塊32的時(shí)間同步計(jì)算模塊321根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù) 器312的值與捕獲基帶處理單元313輸出的碼相位3131與D叩pler 頻率信息計(jì)算切換所需的時(shí)間信息。捕獲/跟蹤同步模塊32的時(shí)間 同步計(jì)算模塊321計(jì)算原理如下式
Count + CodeShift + SystemShift +-^~^——x x /她rra/ _ 77we
式中的Count為時(shí)鐘計(jì)數(shù)器312的輸出值，CodeShift為捕獲的碼 相位3131， SystemShift為系統(tǒng)處理時(shí)間差(系統(tǒng)處理時(shí)間差表示 捕獲與跟蹤硬件電路的時(shí)延差，可以標(biāo)校得到)，F(xiàn)req—d叩pler為 doppler頻率值，Carrier_Freq為載波頻率，SamplingFreq為信號(hào) 采樣率，Interval—Time為捕獲切換到跟蹤的間隔時(shí)間，由于多普 勒現(xiàn)象的存在，捕獲到的碼偏移量會(huì)有所偏差，偏差量與間隔時(shí)間 有關(guān)。
根據(jù)時(shí)間同步計(jì)算模塊321的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊33 啟動(dòng)工作，跟蹤相關(guān)器通道331的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工作。 2.強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲
高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)初始捕獲工作采用強(qiáng)信號(hào)捕獲方式，不僅 可以節(jié)省Snapshot的存貯時(shí)間(20ms 200ms)，而且捕獲到一顆強(qiáng) 衛(wèi)星信號(hào)之后，通過第一種切換情況送入跟蹤環(huán)路，進(jìn)行精確的參 數(shù)估計(jì)，能夠加快弱信號(hào)的捕獲。室內(nèi)定位比較普遍的情況是，有 幾顆衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)，但是還不能滿足定位條件；還有一些情況是， 強(qiáng)信號(hào)跟蹤提供定位，但由于外部環(huán)境的突然變化，導(dǎo)致部分強(qiáng)信 號(hào)不能跟蹤，此時(shí)得不到定位的必要條件，必須通過捕獲通道重新 捕獲弱信號(hào)提供定位條件，以上兩種情況均需要由強(qiáng)信號(hào)跟蹤通道 切換到弱信號(hào)捕獲通道。此時(shí)，本地振蕩器的偏移是已知的，比特 界也是基本已知，主要是對(duì)碼相位的捕獲。原理如附圖7所示。
實(shí)現(xiàn)此功能的關(guān)鍵技術(shù)是捕獲/跟蹤同步模塊32的同步控制技 術(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模塊33提取偽距觀測(cè)量的同時(shí)捕獲基帶處理單元313
啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元311采集弱信號(hào)捕獲方式下捕獲通道的數(shù)據(jù)；同 時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4緩存此時(shí)刻的觀測(cè)量等待捕獲通道的輸出結(jié)果。
快拍捕獲模塊31輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果。在定位服務(wù)器5 提供的輔助信息的幫助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理4將捕獲結(jié)果與緩存的實(shí) 時(shí)跟蹤模塊33的觀測(cè)量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方程，完成定位解算。 3.實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤
實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤是將以上兩種情況相結(jié)合的工 作狀態(tài)，主要是針對(duì)跟蹤丟失的信號(hào)，迅速捕獲之后再一次實(shí)現(xiàn)跟 蹤。重新捕獲衛(wèi)星信號(hào)比初始捕獲所需資源小，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4) 能夠根據(jù)星歷信息與接收機(jī)狀態(tài)判斷是否需要重新捕獲，但是并不 排除由于受到遮擋，不能重新捕獲到此信號(hào)，或者需要切換到高靈 敏度方式才能捕獲到此衛(wèi)星信號(hào)。實(shí)現(xiàn)原理如附圖8。
重新捕獲過程可以充分利用實(shí)時(shí)跟蹤階段的參數(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模 塊33通過捕獲/跟蹤同步模塊32將跟蹤狀態(tài)的碼相位3131與 D叩pler頻率信息傳遞給捕獲基帶處理單元313，使得捕獲基帶處理 單元313實(shí)現(xiàn)迅速捕獲，并將之切換給實(shí)時(shí)跟蹤模塊33。如果重新 捕獲實(shí)效，則可以進(jìn)入第二種情況，實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)的捕獲，并且結(jié)合 跟蹤信號(hào)進(jìn)行定位解算。
權(quán)利要求
1、一種全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)，該定位系統(tǒng)有服務(wù)器、接口、天線、接收機(jī)、射頻模塊、星座、通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)，所述定位系統(tǒng)的發(fā)送端通過無線信號(hào)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)的接收端，其特征在于所述接收機(jī)為輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS的一部分結(jié)構(gòu)，該輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS至少包括衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座(8)、終端接收天線(1)、射頻電路(2)、基帶相關(guān)器電路(3)，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)、定位服務(wù)器(5)、參考接收機(jī)(6)與參考接收機(jī)天線(7)，各裝置組合為一整體的定位系統(tǒng)；射頻電路(2)通過終端接收天線(1)接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座(1)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，參考接收機(jī)(6)通過參考接收機(jī)天線(7)接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GNSS星座(1)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；一射頻電路(2)的輸出端分別同時(shí)與基帶相關(guān)器電路(3)中的快拍捕獲模塊(31)和實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的輸入端相連接；一基帶相關(guān)器電路(3)主要由快拍捕獲模塊(31)、捕獲/跟蹤同步模塊(32)和實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)組成，在存儲(chǔ)式捕獲的快拍捕獲模塊(31)與流水式跟蹤實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)之間加入了一個(gè)捕獲/跟蹤同步模塊(32)，用于信號(hào)捕獲的快拍捕獲模塊(31)的輸入輸出端與捕獲/跟蹤同步模塊(32)的輸出輸入端相連接；用于捕獲與跟蹤之間同步的捕獲/跟蹤同步模塊(32)的輸入輸出端與用于信號(hào)連續(xù)跟蹤的實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的輸出輸入端相連接；一導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)模塊的輸入輸出端分為四路第一路與基帶相關(guān)器電路(3)中的快拍捕獲模塊(31)的輸出輸入端相連接；第二路與基帶相關(guān)器電路(3)中的捕獲/跟蹤同步模塊(32)的輸出輸入端相連接；第三路與基帶相關(guān)器電路(3)中的實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的輸出輸入端相連接；第四路與定位服務(wù)器(5)的輸出輸入端相連接；一參考接收機(jī)(6)的輸出端與定位服務(wù)器(5)的輸入端相連接，定位服務(wù)器(5)的輸入輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)模塊的輸出輸入端相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)， 其特征在于所述的快拍捕獲模塊(31)包括快拍存儲(chǔ)單元(311)、 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)、捕獲基帶處理單元(313)和捕獲模塊接口(314)， 其中-快拍存儲(chǔ)單元(311)的一路輸入端與射頻電路(2)的輸出端 相連接，另一路的輸出端與時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的輸入端相連接，再 一路的輸入輸出端與捕獲基帶處理單元(313)模塊的輸出輸入端相 連接；時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的輸出端通過計(jì)數(shù)信號(hào)與捕獲/跟蹤同步模 塊(32)的輸入端相連接；捕獲基帶處理單元(313)模塊的輸入輸出端分為三路第一路 與快拍存儲(chǔ)單元(311)的輸出輸入端相連接；第二路通過碼相位 (3131)參數(shù)的傳遞與捕獲/跟蹤同步模塊(32)的輸出輸入端相連 接；第三路與捕獲模塊接口 (314)的輸出輸入端相連接；捕獲模塊接口 (314)的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)模塊的輸 入端相連接；快拍存儲(chǔ)單元(311)采集射頻模塊(2)輸出的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)， 開始采集的同時(shí)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開始計(jì)數(shù)，記錄時(shí)間信息；捕 獲基帶處理單元(313)將捕獲的結(jié)果通過捕獲模塊接口 (314)輸 出給導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)， 其特征在于所述的實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)包括跟蹤相關(guān)器通道(331) 和跟蹤通道接口 (332)，其中跟蹤相關(guān)器通道(331)的一路輸入端與射頻電路(2)的輸出 端相連接，另一路的輸入輸出端與捕獲/跟蹤同步模塊(32)的輸出 輸入端相連接，再一路的輸入輸出端與跟蹤通道接口 (332)的輸出 輸入端相連接；跟蹤通道接口(332)的一路輸入輸出端與跟蹤相關(guān)器通道(331) 的輸出輸入端相連接，另一路的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)模塊的 輸入端相連接；在捕獲/跟蹤同步模塊(32)的信號(hào)控制下，跟蹤通道啟動(dòng)工作， 對(duì)射頻模塊(2)輸出的采樣數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并且將結(jié)果輸 出給導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)， 其特征在于所述的捕獲/跟蹤同步模塊(32)包括時(shí)間同步計(jì)算 模塊(321)和接口模塊(322)，其中時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)的一路輸入端接收來自快拍捕獲模塊 (31)輸出的時(shí)間計(jì)數(shù)器值的計(jì)數(shù)Count信號(hào)，另外，時(shí)間同步計(jì) 算模塊(321)的輸入輸出端分為三路第一路通過捕獲到的碼相位 和Doppler頻率信號(hào)與快拍捕獲模塊(31)的輸出輸入端相連接； 第二路與接口模塊(322)的輸出輸入端相連接；第三路與實(shí)時(shí)跟蹤 模塊(33)的輸出輸入端相連接；時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)對(duì)快拍 捕獲模塊(31)輸出的時(shí)間計(jì)數(shù)器值計(jì)數(shù)Count與捕獲到的碼相位、 D叩pler頻率信號(hào)進(jìn)行傳遞處理，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)模塊的控制 下，啟動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的信號(hào)；接口模塊(322)的一路輸入輸出端與時(shí)間同步計(jì)算模塊(321) 的輸出輸入端相連接，另一路的輸出端與導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)模塊的 輸入端相連接。
5、 一種全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi)外無縫切換方法， 其特征在于該方法通過基帶相關(guān)器電路(3)中快拍捕獲模塊(31)、捕獲/跟蹤同步模塊(32)和實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的組合，在存儲(chǔ)式 捕獲的快拍捕獲模塊(31)與流水式跟蹤實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)之間 加入了一個(gè)捕獲/跟蹤同步模塊(32)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外無縫切換的技術(shù)； 通過時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33) 啟動(dòng)工作，使之跟蹤相關(guān)器通道(331)的碼產(chǎn)生器從初始相位開始 工作；通過快拍捕獲模塊(31)中的捕獲基帶處理單元(313)輸出 的主要切換信息碼相位(3131)信號(hào)，完成接收機(jī)的主要A、 B、 C 三種切換情況強(qiáng)信號(hào)條件下的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤，強(qiáng)信號(hào)的跟 蹤切換到弱信號(hào)的捕獲和實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的丟失重捕并跟蹤，其中A.室外強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤采用snapshot捕獲方 式的高靈敏度接收機(jī)，初始捕獲室外強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)并送入跟蹤環(huán)，完 成snapshot捕獲方式與跟蹤環(huán)的時(shí)間相對(duì)性；通過捕獲/跟蹤同步 模塊(32)的時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)，根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的 值與捕獲基帶處理單元(313)輸出的碼相位(3131)與Doppler 頻率信息，計(jì)算切換所需的時(shí)間信息；該強(qiáng)信號(hào)的捕獲切換到實(shí)時(shí)跟蹤方法的具體工作步驟是-步驟l.快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312) 開始計(jì)數(shù)A (3010)步驟2.捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A(3011) 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開 始計(jì)數(shù)A (3010)模塊后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信 號(hào)方式下工作A (3011)模塊；步驟3.判斷是否捕獲到信號(hào)A (3012)執(zhí)行完捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A (3011)模塊后，則進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)A (3012)模塊，如 果是捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A (3013) 模塊；如果沒有捕獲到信號(hào)，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元(313) 在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A (3011)模塊；步驟4.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤A (3013)如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲/跟蹤同步模塊 (32)的時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)工作(3014)，該時(shí)間同步計(jì)算 模塊(321)根據(jù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的值與捕獲基帶處理單元(313) 輸出的碼相位(3131)與Doppler頻率信息，計(jì)算切換所需的時(shí)間 信息；如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單 元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作A (3011)模塊；步驟5.時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)啟 動(dòng)工作(3015)執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊(32)的時(shí)間同步計(jì)算模塊(321) 工作(3014)模塊后，則進(jìn)入時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)控制實(shí)時(shí)跟 蹤模塊(33)啟動(dòng)工作(3015)，根據(jù)時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)的 計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)啟動(dòng)工作，跟蹤相關(guān)器通道(331)的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工作；步驟6.完成捕獲到跟蹤的切換(3016)執(zhí)行完時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)啟 動(dòng)工作(3015)模塊后，則進(jìn)入完成捕獲到跟蹤的切換(3016)模 塊；B.強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲通過捕獲/跟蹤同步模 塊(32)的同步控制技術(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)提取偽距觀測(cè)量的 同時(shí)捕獲基帶處理單元(313)啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元(311)，采集弱信 號(hào)捕獲方式下捕獲通道的數(shù)據(jù)；同時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)緩存此時(shí)刻 的觀測(cè)量等待捕獲通道的輸出結(jié)果；快拍捕獲模塊(31)輸出弱信 號(hào)方式下的捕獲結(jié)果；在定位服務(wù)器(5)提供的輔助信息的幫助下， 導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)將捕獲結(jié)果與緩存的實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的觀測(cè) 量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方程，完成定位解算；該強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào)的捕獲方法的具體工作步驟是步驟l.快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312) 開始計(jì)數(shù)B (3020)步驟2.捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B(3021) 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開 始計(jì)數(shù)B (3020)模塊后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信 號(hào)方式下工作B (3021)模塊；步驟3.判斷是否捕獲到信號(hào)B (3022) 執(zhí)行完捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B(3021) 模塊后，則進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)B (3022)模塊，如果是捕獲 到信號(hào)，則進(jìn)入判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B (3023)模塊； 如果沒有捕獲到信號(hào)，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信 號(hào)方式下工作B (3021)模塊；步驟4.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤B (3023)如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲/跟蹤同步模塊 (32)控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)，切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤(3024);如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則反饋進(jìn)入捕獲基帶處理單元 (313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作B (3021)模塊；步驟5.判斷實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目是否滿足條件(3025) 執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊(32)控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)， 切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤(3024)模塊后，則進(jìn)入判斷實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào) 的衛(wèi)星數(shù)目是否滿足條件(3025)模塊，如果實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星 數(shù)目是滿足條件，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)進(jìn)行定位解算(3026) 模塊；如果實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目沒有滿足條件，則進(jìn)入捕獲/跟 蹤同步模塊(32)啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元(311)，并同步捕獲與跟蹤通 道(3027)模塊；步驟6.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)進(jìn)行定位解算(3026)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)與實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)連續(xù)工作，直到結(jié)束；步驟7.捕獲/跟蹤同步模塊(32)啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元(311)， 并同步捕獲與跟蹤通道(3027)捕獲/跟蹤同步模塊(32)進(jìn)行如下控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33) 提取偽距觀測(cè)量的同時(shí)捕獲基帶處理單元(313)啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元 (311)，采集弱信號(hào)捕獲方式下捕獲通道的數(shù)據(jù)；同時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)處 理(4)緩存此時(shí)刻的觀測(cè)量等待捕獲通道的輸出結(jié)果； 步驟8.判斷是否捕獲到弱信號(hào)(3028)執(zhí)行完捕獲/跟蹤同步模塊(32)啟動(dòng)快拍存儲(chǔ)單元(311)， 并同步捕獲與跟蹤通道(3027)模塊后，則進(jìn)入判斷否捕獲到弱信 號(hào)(3028)模塊，如果是捕獲到弱信號(hào)，則進(jìn)入快拍捕獲模塊(31) 輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果(3029)模塊；如果沒有捕獲到弱信號(hào)，則進(jìn)入結(jié)束(3031)模塊； 步驟9.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量 進(jìn)行導(dǎo)航解算(3030)執(zhí)行完快拍捕獲模塊(31)輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果 (3029)模塊后，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的 跟蹤觀測(cè)量進(jìn)行導(dǎo)航解算(3030)模塊；快拍捕獲模塊(31)輸出弱信號(hào)方式下的捕獲結(jié)果，在定位服 務(wù)器(5)提供的輔助信息的幫助下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)將捕獲結(jié) 果與緩存的實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)的觀測(cè)量一起構(gòu)成導(dǎo)航解算方程， 完成定位解算；步驟10.結(jié)束(3031)執(zhí)行完導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)根據(jù)捕獲結(jié)果與緩存的跟蹤觀測(cè)量 進(jìn)行導(dǎo)航解算(3030)模塊后，則進(jìn)入結(jié)束(3031)模塊。C.實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤是將以上兩種情況相結(jié)合 的工作狀態(tài)，主要是針對(duì)跟蹤丟失的信號(hào)，迅速捕獲之后再一次實(shí)現(xiàn)跟蹤，重新捕獲過程充分利用實(shí)時(shí)跟蹤階段的參數(shù)，實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)通過捕獲/跟蹤同步模塊(32)，將跟蹤狀態(tài)的碼相位 (3131)與Doppler頻率信息傳遞給捕獲基帶處理單元(313)，捕 獲基帶處理單元(313)實(shí)現(xiàn)迅速捕獲，并將之切換給實(shí)時(shí)跟蹤模塊 (33);如果重新捕獲實(shí)效，則可以進(jìn)入強(qiáng)信號(hào)的跟蹤切換到弱信號(hào) 的捕獲情況，實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)的捕獲，并且結(jié)合跟蹤信號(hào)進(jìn)行定位解算； 該實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的重新捕獲與跟蹤方法的具體工作步驟是 步驟1.實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33) —通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤(3040) 步驟2.導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)判斷是否需要重新捕獲(3041)執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33) —通道衛(wèi)星信號(hào)失去跟蹤(3040) 模塊后，則進(jìn)入導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)判斷是否需要重新捕獲(3041) 模塊，如果導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)是需要重新捕獲，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模 塊(33)傳遞參數(shù)給捕獲基帶處理單元(313)模塊(3043);如果導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理(4)不需要重新捕獲，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤 模塊(33)放棄該通道信號(hào)(3042)模塊；步驟3.實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)傳遞參數(shù)給捕獲基帶處理單元 (313)模塊(3043)實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)通過捕獲/跟蹤同步模塊(32)，將跟蹤 狀態(tài)的碼相位(3131)與D叩pler頻率信息傳遞給捕獲基帶處理單 元(313);步驟4.快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)開 始計(jì)數(shù)C (3044)步驟5.捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C(3045) 執(zhí)行完快拍存儲(chǔ)單元(311)采集數(shù)據(jù)，時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312) 開始計(jì)數(shù)C (3044)模塊后，則進(jìn)入捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng) 信號(hào)方式下工作C (3045)模塊；步驟6.判斷是否捕獲到信號(hào)C (3046)執(zhí)行完捕獲基帶處理單元(313)在強(qiáng)信號(hào)方式下工作C (3045)模塊后，則進(jìn)入判斷是否捕獲到信號(hào)C (3046)模塊，如 果是捕獲到信號(hào)，則進(jìn)入判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī) (3047) 模塊；如果沒有捕獲到信號(hào)，則迸入捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式 (3048)模塊；步驟7.判斷信號(hào)強(qiáng)度是否滿足實(shí)時(shí)跟蹤C(jī) (3047)如果信號(hào)強(qiáng)度是滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33) 切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤(3049);如果信號(hào)強(qiáng)度不滿足實(shí)時(shí)跟蹤，則進(jìn)入捕獲通道工作為弱信號(hào) 捕獲方式(3048)模塊；步驟8.捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式(3048)執(zhí)行完捕獲通道工作為弱信號(hào)捕獲方式(3048)模塊后，則 進(jìn)入結(jié)束(3051)模塊；步驟9.實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤(3049) 執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)切換為強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤(3049) 模塊后，則進(jìn)入完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤(3050)模塊；步驟IO.實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)放棄該通道信號(hào)(3042) 捕獲/跟蹤同步模塊(32)的時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)，根據(jù) 時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的值與捕獲基帶處理單元(313)輸出的碼相位 (3131)與Doppler頻率信息計(jì)算切換所需的時(shí)間信息；并根據(jù)時(shí) 間同步計(jì)算模塊(321)的計(jì)算結(jié)果，控制實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)啟動(dòng) 工作，跟蹤相關(guān)器通道(331)的碼產(chǎn)生器從初始相位開始工作；執(zhí)行完實(shí)時(shí)跟蹤模塊(33)放棄該通道信號(hào)(3042)模塊后， 則進(jìn)入結(jié)束(3051)模塊；步驟ll.完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤(3050)執(zhí)行完完成重新捕獲并實(shí)時(shí)跟蹤(3050)模塊后，則進(jìn)入結(jié) 束(3051)模塊；步驟12.結(jié)束(3051) 整個(gè)過程結(jié)束。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi) 外無縫切換方法，其特征在于所述的捕獲/跟蹤同步模塊(32)的 時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)的計(jì)算方法，該捕獲/跟蹤同步模塊(32) 的時(shí)間同步計(jì)算模塊(321)計(jì)算方法如下式<formula>see original document page 11</formula>式中Time—Phase—Shift為需要求解的時(shí)間/相位偏移量； Count為時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的輸出值； CodeShift為捕獲的碼相位(3131); SystemShift為系統(tǒng)處理時(shí)間差； Freq_doppler為doppler頻率值； Carrier_Freq為載波頻率； SamplingFreq為信號(hào)采樣率； Interval—Time為捕獲切換到跟蹤的間隔時(shí)間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)的室內(nèi) 外無縫切換方法，其特征在于所述的碼相位(3131)為捕獲輸出 的尖峰到起始點(diǎn)之間的距離，結(jié)合時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(312)的值與此碼相 位(3131)對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息的信號(hào)，計(jì)算得到輸入信號(hào)與本地重構(gòu) 信號(hào)之間的相位偏移。
全文摘要
一種涉及全球定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)技術(shù)，尤旨一種主要應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境下的高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)的定位與導(dǎo)航的全球定位系統(tǒng)高靈敏度接收機(jī)及其室內(nèi)外無縫切換方法。所述接收機(jī)為輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS的一部分結(jié)構(gòu)，該輔助衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)AGNSS至少包括星座、天線、射頻電路、定位服務(wù)器和參考接收機(jī)等，各裝置組合為一整體的定位系統(tǒng)；該方法通過三種切換方法，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外無縫切換的技術(shù)；主要解決整體硬件和室內(nèi)外無縫切換的軟件等有關(guān)技術(shù)問題。本發(fā)明的積極效果是實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)式捕獲與流水式跟蹤，使之更快速、更準(zhǔn)確的定位；提高了終端用戶的靈敏度指標(biāo)，且簡(jiǎn)單、可靠地實(shí)現(xiàn)了兩種信號(hào)條件下的無縫切換等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S19/37GK101201396SQ20071017264
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者劉海濤, 李國通, 楊志群, 苑 沈, 王海翔, 陳曉峰, 歡 陶, 龔相銥 申請(qǐng)人:上海伽利略導(dǎo)航有限公司