專利名稱：北斗gps雙模授時接收設(shè)備及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航定位接收設(shè)備和定位方法，特別是涉及一種用于接收衛(wèi)星授時信號的設(shè)備和利用其進(jìn)行定位的方法。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要用于定位、導(dǎo)航和授時，目前處于實用階段和試驗階段的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的GL0NASS，歐洲的“伽利略”和中國的 “北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)都需要高精度的時鐘源作為本行業(yè)內(nèi)各通信系統(tǒng)的基準(zhǔn)時鐘或重要參考時鐘，而導(dǎo)航衛(wèi)星上安裝的原子鐘具有很高的時間精度，可以達(dá)到20至100納秒，能夠滿足各系統(tǒng)時鐘源的需要。GPS具有覆蓋范圍廣，授時精度高的特點，但由于為美國軍方控制，針對軍事、通信、電力、金融、航空等領(lǐng)域高精度時間同步的需求，存在潛在風(fēng)險，可能在關(guān)鍵時期出現(xiàn)信號不可用或信號精度變差的情況。北斗一號屬于區(qū)域定位系統(tǒng)，目前只能為中國以及周邊地區(qū)提供定位服務(wù)，屬于有源定位系統(tǒng)，系統(tǒng)容量有限，定位終端比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于接收北斗一號和GPS兩種導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的授時信號的接收設(shè)備，用于解決接收單一授時信號在極端情況下信號可靠性差的問題。本發(fā)明的目的是提供一種利用本接收設(shè)備實現(xiàn)北斗一號衛(wèi)星信號無源定位的方法。本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，包括雙模一體式天線，射頻信號功分器， GPS 一體化模塊，北斗一號射頻模塊，北斗一號信息處理模塊，還包括雙模授時融合與自動切換模塊，射頻信號功分器將雙模一體式天線接收的射頻信號等分為兩路射頻信號，一路傳送至GPS —體化模塊輸出定時信號，另一路傳送至北斗一號射頻模塊，經(jīng)北斗一號信息處理模塊處理后輸出定時信號，雙模授時融合與自動切換模塊根據(jù)系統(tǒng)對授時信號精度的要求，調(diào)整GPS授時信號和北斗一號授時信號的主用/備用狀態(tài)，輸出定時信號。北斗一號射頻模塊包括一級混頻器和二級混頻器，射頻信號經(jīng)過二級混頻處理， 得到中頻信號。北斗一號射頻模塊包括一級低噪聲帶通濾波器，二級低噪聲帶通濾波器，用于濾除一級混頻器和二級混頻器產(chǎn)生的中頻信號中的高頻諧波分量。北斗一號信息處理模塊包括可編程數(shù)字邏輯電路，用于將中頻信號中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字信號微處理器進(jìn)行解算。北斗一號信息處理模塊包括壓力溫度傳感器，將所處位置的氣壓、溫度數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字信號微處理器進(jìn)行解算。
利用本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備進(jìn)行北斗一號衛(wèi)星信號無源定位的方法，步驟包括通過雙模一體式天線，接收北斗一號不同衛(wèi)星的授時廣播射頻信號，獲得到達(dá)當(dāng)前位置的時間差值；通過壓力溫度傳感器獲得當(dāng)前位置的大氣壓力值；通過壓力溫度傳感器獲得當(dāng)前位置的大氣壓力的修正值；經(jīng)數(shù)字信號微處理器轉(zhuǎn)換為當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)。利用本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，可以實現(xiàn)對不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的授時、定位信號的選擇和切換，提供了定時、定位信號的高可用性，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備的實施例1包括雙模一體式天線01，射頻信號功分器02，GPS —體化模塊03，北斗一號射頻模塊04，北斗一號信息處理模塊05，雙模授時融合與自動切換模塊06，及供電模塊07。雙模一體式天線01用來同時接收GPS衛(wèi)星的授時廣播射頻信號和北斗一號衛(wèi)星的授時廣播射頻信號，并將信號傳導(dǎo)給射頻信號功分器02。射頻信號功分器02 —端與雙模一體式天線01連接，將接收的射頻信號等分為北斗和GPS兩路信號，兩路訊號幅度各損耗3dB后，分別連接至北斗一號射頻模塊04和GPS 一體化模塊03。GPS—體化模塊03，包括集成的RF射頻芯片、基帶芯片和核心處理器，具有完整的 GPS信號接收處理功能，可以最終輸出標(biāo)準(zhǔn)的GPS導(dǎo)航定時及授時信息，供雙模授時融合與自動切換模塊06進(jìn)行策略選擇和定時輸出使用。北斗一號射頻模塊04，對射頻信號進(jìn)行二次混頻濾波，濾除GPS信號和高頻調(diào)制信號，將信號變?yōu)橹蓄l信號，中頻信號經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換形成電平信號，傳送至北斗一號信息處理模塊05進(jìn)行數(shù)字處理，計算出坐標(biāo)定位信息，定時信息。雙模授時融合與自動切換模塊06，連接GPS —體化模塊03和北斗一號信息處理模塊05，北斗一號信息處理模塊04解算出的標(biāo)準(zhǔn)定位、定時信息與GPS —體化模塊03輸出的定時、定位信息分別傳送至雙模授時融合與自動切換模塊06，完成相關(guān)信息，不同來源數(shù)據(jù)的彼此驗證，確保定位數(shù)據(jù)的可靠性；根據(jù)系統(tǒng)對授時信號精度的要求，實現(xiàn)最終的授時信號選擇、倒換策略以及定時，授時和定位信息的輸出。電源模塊07，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為各模塊的的工作電壓，為各模塊提供工作電源和統(tǒng)一的接地點，降低電路中的諧波干擾。本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備實施例1，可以對不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時信號的發(fā)射強度和精確度進(jìn)行判斷，根據(jù)接收信號的可用性調(diào)整授時信號的輸出，使作為各
4行業(yè)基準(zhǔn)時鐘的授時信號安全性大幅提高，實現(xiàn)雙導(dǎo)航系統(tǒng)信號互備份和平滑切換。通過檢測，本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備的IPPS(秒脈沖信號)具體參數(shù)如下表
權(quán)利要求
1.一種北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，包括雙模一體式天線(01)，射頻信號功分器(02)， GPS—體化模塊(03)，北斗一號射頻模塊(04,0 )，北斗一號信息處理模塊(05,0 )，其特征在于還包括雙模授時融合與自動切換模塊(06)，射頻信號功分器(02)將雙模一體式天線(01)接收的射頻信號等分為兩路射頻信號，一路傳送至GPS—體化模塊(0 輸出定時信號，另一路傳送至北斗一號射頻模塊(04,0 )，經(jīng)北斗一號信息處理模塊(05，05a)處理后輸出定時信號，雙模授時融合與自動切換模塊(06)根據(jù)系統(tǒng)對授時信號精度的要求，調(diào)整GPS授時信號和北斗一號授時信號的主用/備用狀態(tài)，輸出定時信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，其特征在于北斗一號射頻模塊(04)包括一級混頻器(041)和二級混頻器(043)，射頻信號經(jīng)過二級混頻處理，得到中頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，其特征在于北斗一號射頻模塊(04)包括一級低噪聲帶通濾波器(042)，二級低噪聲帶通濾波器(044)，用于濾除一級混頻器(041)和二級混頻器(04 產(chǎn)生的中頻信號中的高頻諧波分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，其特征在于北斗一號信息處理模塊(0 包括可編程數(shù)字邏輯電路(051)，用于將中頻信號中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字信號微處理器(05 進(jìn)行解算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備，其特征在于北斗一號信息處理模塊(0 包括壓力溫度傳感器(053)，將所處位置的氣壓、溫度數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字信號微處理器(05 進(jìn)行解算。
6.利用權(quán)利要求5所述北斗GPS雙模授時接收設(shè)備進(jìn)行北斗一號衛(wèi)星無源定位的方法，步驟包括通過雙模一體式天線(01)，接收北斗一號不同衛(wèi)星的授時廣播射頻信號，獲得到達(dá)當(dāng)前位置的時間差值；通過壓力溫度傳感器(05 獲得當(dāng)前位置的大氣壓力值；通過壓力溫度傳感器(05 獲得當(dāng)前位置的大氣壓力的修正值；經(jīng)數(shù)字信號微處理器(05 轉(zhuǎn)換為當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明的北斗GPS雙模授時接收設(shè)備涉及一種衛(wèi)星信號接收裝置。包括雙模一體式天線，射頻信號功分器，GPS一體化模塊，北斗一號射頻模塊，北斗一號信息處理模塊，雙模授時融合與自動切換模塊，及供電模塊。目的是實現(xiàn)對不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的授時、定位信號的選擇和切換，提供了定時、定位信號的高可用性。提供一種利用本接收設(shè)備進(jìn)行北斗一號衛(wèi)星無源定位的控制方法。
文檔編號G01S19/13GK102305933SQ20111023690
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者劉忠華, 李大勇, 龔力 申請人:北斗天匯(北京)科技有限公司