專(zhuān)利名稱(chēng)：一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星信號(hào)捕獲電路，具體涉及一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路。二、背景技術(shù)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的培育，已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的運(yùn)用， 甚至很多人認(rèn)為衛(wèi)星定位系統(tǒng)就是GPS。但是，由于GPS系統(tǒng)的特性，使得在全球任何一點(diǎn)， 即使在最好的視野情況下，同時(shí)能夠捕獲到衛(wèi)星信號(hào)不超過(guò)12顆。當(dāng)用戶處于室內(nèi)，城市街道，高架橋下，甚至樹(shù)陰下時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到衛(wèi)星數(shù)量少，信號(hào)弱，定位偏差大的情況。針對(duì)衛(wèi)星信號(hào)弱的情況，有許多專(zhuān)家學(xué)者都做了大量的研究，有的公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出針對(duì)弱信號(hào)的接收處理裝置，使得-150daii甚至-160daii的信號(hào)已經(jīng)可以被完美接收。但是，這些技術(shù)都不能解決在某些特定環(huán)境下可視衛(wèi)星數(shù)目少的情況。三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路，本實(shí)用新型降低了成本，且能夠更好的捕獲信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路，包括控制模塊和存儲(chǔ)模塊，所述的控制模塊和存儲(chǔ)模塊連接，其特征在于所述的控制模塊和存儲(chǔ)模塊之間連接有解調(diào)模塊、二次量化壓縮模塊和積分及積分結(jié)果排序模塊，其中解調(diào)模塊與二次量化壓縮模塊連接，所述的控制模塊分別連接有動(dòng)態(tài)碼生成器模塊和多模式匹配濾波模塊，并且動(dòng)態(tài)碼生成器模塊與多模式匹配濾波模塊連接，多模式匹配濾波模塊并與存儲(chǔ)模塊連接。所述的控制模塊采用的CPU的型號(hào)ARM9。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下一、在某種全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量不足或信號(hào)較弱的環(huán)境中，可以利用其余兩種全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星來(lái)提高接收機(jī)的整體性能。二、通過(guò)對(duì)電路中規(guī)模較大的多模式匹配濾波模塊進(jìn)行多模式化，使得原先需要三套分別獨(dú)立的匹配濾波模塊才能完成的功能，現(xiàn)在只需要一個(gè)可配置的多模式匹配濾波模塊就能實(shí)現(xiàn)，大大降低了電路的規(guī)模，有利于ASIC的生產(chǎn)和成本的降低。

圖1為本實(shí)用新型的各模塊連接框圖；圖2工作于伽利略模式下的多模式匹配濾波模塊相關(guān)器分配方式圖；圖3工作于GPS模式下的多模式匹配濾波模塊相關(guān)器分配方式圖；圖4工作于伽利略模式下的動(dòng)態(tài)碼生成器分配方式圖；圖5工作于GPS模式下的動(dòng)態(tài)碼生成器分配方式圖；圖6動(dòng)態(tài)碼生成器結(jié)構(gòu)圖；圖7多模式匹配濾波模塊結(jié)構(gòu)圖。五具體實(shí)施方式
[0022]參見(jiàn)圖1 一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路，包括控制模塊1和存儲(chǔ)模塊2， 所述的控制模塊1和存儲(chǔ)模塊2連接，所述的控制模塊1和存儲(chǔ)模塊2之間連接有A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)3、解調(diào)模塊4、二次量化壓縮模塊5和積分及積分結(jié)果排序模塊8，其中解調(diào)模塊4 與二次量化壓縮模塊5連接，所述的控制模塊1分別連接有動(dòng)態(tài)碼生成器模塊7和多模式匹配濾波模塊6，并且動(dòng)態(tài)碼生成器模塊7與多模式匹配濾波模塊6連接，多模式匹配濾波模塊6并與存儲(chǔ)模塊2連接，所述的控制模塊1采用的CPU的型號(hào)為ARM9。一種捕獲北斗、伽利略、GPS三種導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的電路，包括控制模塊，解調(diào)模塊，二次量化壓縮模塊，動(dòng)態(tài)碼生成器模塊，多模式匹配濾波模塊，積分及積分結(jié)果排序模塊和存儲(chǔ)模塊。解調(diào)模塊接收射頻前端輸入的數(shù)字信號(hào)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其輸出在控制模塊的控制下存入存儲(chǔ)模塊或者直接送給二次量化壓縮模塊，二次量化壓縮模塊在控制模塊的控制下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)和多普勒頻率補(bǔ)償后，再次將結(jié)果在控制模塊的控制下存入存儲(chǔ)模塊，多模式匹配濾波模塊在控制模塊的控制下，從存儲(chǔ)模塊中讀取二次量化壓縮模塊處理后的數(shù)據(jù)放入相關(guān)器中，同時(shí)，動(dòng)態(tài)碼生成器模塊也在控制模塊的控制下，復(fù)現(xiàn)某顆衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼，送入多模式匹配濾波模塊的相關(guān)器中，二次量化壓縮模塊的輸出結(jié)果和動(dòng)態(tài)碼生成器模塊產(chǎn)生的衛(wèi)星偽隨機(jī)碼裝載完成后，多模式匹配濾波器開(kāi)始循環(huán)相關(guān)，每次相關(guān)的結(jié)果存入存儲(chǔ)模塊，積分及積分結(jié)果排序模塊在控制模塊的控制下，從存儲(chǔ)模塊中讀取多模式匹配濾波模塊的匹配結(jié)果，進(jìn)行積分，并對(duì)積分結(jié)果進(jìn)行排序，找出最大的積分結(jié)果，送入存儲(chǔ)模塊?？刂颇K根據(jù)電路運(yùn)行結(jié)果，從存儲(chǔ)模塊中讀出最終的最大積分結(jié)果，送給上位軟件進(jìn)行搜星結(jié)果判斷。其中，控制模塊由中央處理器CPU擔(dān)任，可選擇的有ARM公司的ARM系列CPU，或者其它任何中央處理器，甚至DSP也是可以的。存儲(chǔ)模塊的容量為IMbit或者2Mbit，市場(chǎng)上大型的FPGA完全能夠用內(nèi)部RAM實(shí)現(xiàn)。二次壓縮量化模塊，動(dòng)態(tài)碼生成器模塊，多模式匹配濾波模塊和積分及積分結(jié)果排序模塊的規(guī)模都不是很大，整體規(guī)模在1. 5萬(wàn)觸發(fā)器左右。整套電路，如果控制模塊采用Xilinx公司的嵌入式CPU，那么完全可以在Xilinx公司的Virtex2-8000系列FPGA中實(shí)現(xiàn)。多模式匹配濾波模塊的結(jié)構(gòu)如圖7所示，其中相關(guān)器鏈的長(zhǎng)度按照衛(wèi)星偽隨機(jī)編碼長(zhǎng)度最長(zhǎng)的伽利略全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，在對(duì)非伽利略全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行匹配濾波時(shí)，多余的相關(guān)器處于鎖定狀態(tài)，用以降低功耗?；蛘咄瑫r(shí)進(jìn)行多顆衛(wèi)星信號(hào)的匹配濾波。例如，伽利略全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)Ll波段的碼長(zhǎng)為4096，而美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的Ll波段的碼長(zhǎng)為1023，這樣，在對(duì)美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星進(jìn)行捕獲時(shí)，可以同時(shí)掃描4顆衛(wèi)星。大大加快衛(wèi)星的捕獲速度，減少捕獲時(shí)間，圖2為工作于伽利略模式下的多模式匹配濾波模塊相關(guān)器分配方式圖；圖3為工作于GPS模式下的多模式匹配濾波模塊相關(guān)器分配方式圖。動(dòng)態(tài)碼生成器得結(jié)構(gòu)如圖6所示，其中的編碼器的設(shè)計(jì)與多模式匹配濾波器的設(shè)計(jì)方式相同，根據(jù)碼長(zhǎng)最長(zhǎng)的伽利略全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的4096碼長(zhǎng)設(shè)計(jì)碼生成器，根據(jù)偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生公式，4096個(gè)碼長(zhǎng)需要12個(gè)觸發(fā)器來(lái)產(chǎn)生，而美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 的碼長(zhǎng)為1023，僅需要10個(gè)觸發(fā)器就能產(chǎn)生完整碼長(zhǎng)。因此，在產(chǎn)生GPS的衛(wèi)星偽隨機(jī)編碼時(shí)，有兩個(gè)觸發(fā)器在動(dòng)態(tài)碼生成器中保持鎖定狀態(tài)，用以降低功耗，圖4為工作于伽利略模式下的動(dòng)態(tài)碼生成器分配方式圖，是在伽利略模式下使用12個(gè)觸發(fā)器作為偽隨機(jī)生成碼；圖5工作于GPS模式下的動(dòng)態(tài)碼生成器分配方式圖，是選用12個(gè)觸發(fā)點(diǎn)，前10個(gè)觸發(fā)器作為偽隨機(jī)碼生成器，后2個(gè)觸發(fā)器鎖定。本實(shí)用新型中解調(diào)模塊、二次量化壓縮模塊和積分及積分結(jié)果排序模塊均為現(xiàn)有的市售產(chǎn)品，可在市場(chǎng)上買(mǎi)到。本實(shí)用新型主要是使接收機(jī)能夠同時(shí)接收多個(gè)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位信號(hào)，這樣在提高接收機(jī)定位精度的同時(shí)，也擴(kuò)大了接收機(jī)的實(shí)用范圍。
權(quán)利要求1.一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路，包括控制模塊(1)和存儲(chǔ)模塊(2)，所述的控制模塊(1)和存儲(chǔ)模塊(2)連接，其特征在于所述的控制模塊(1)和存儲(chǔ)模塊(2)之間連接有解調(diào)模塊(4)、二次量化壓縮模塊(5)和積分及積分結(jié)果排序模塊(8)，其中解調(diào)模塊(4)與二次量化壓縮模塊(5)連接，所述的控制模塊(1)分別連接有動(dòng)態(tài)碼生成器模塊 (7)和多模式匹配濾波模塊(6)，并且動(dòng)態(tài)碼生成器模塊(7)與多模式匹配濾波模塊(6)連接，多模式匹配濾波模塊(6 )并與存儲(chǔ)模塊(2 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路，其特征在于所述的控制模塊(1)采用的CPU的型號(hào)為ARM9。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路。一種北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲電路，包括控制模塊和存儲(chǔ)模塊，所述的控制模塊和存儲(chǔ)模塊連接，控制模塊和存儲(chǔ)模塊之間連接有A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)、解調(diào)模塊、二次量化壓縮模塊和積分及積分結(jié)果排序模塊。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為一、在某種全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量不足或信號(hào)較弱的環(huán)境中，可以利用其余兩種全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星來(lái)提高接收機(jī)的整體性能；二、通過(guò)對(duì)電路中規(guī)模較大的多模式匹配濾波模塊進(jìn)行多模式化，使得原先需要三套分別獨(dú)立的匹配濾波模塊才能完成的功能，現(xiàn)在只需要一個(gè)可配置的多模式匹配濾波模塊就能實(shí)現(xiàn)，大大降低了電路的規(guī)模，有利于ASIC的生產(chǎn)和成本的降低。
文檔編號(hào)G01S19/30GK202083801SQ20112013280
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者于濤, 康俊民, 李攀, 王書(shū)喜, 黃林春 申請(qǐng)人:西安航天寰星電子科技有限公司