一種gnss衛(wèi)星跟蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，包括以下步驟：S1：GPS信號接收機接收多個衛(wèi)星的GPS信號并發(fā)送給相關器組進行信號積分處理并輸出相應的數(shù)據(jù)信號；系統(tǒng)控制模塊接收數(shù)據(jù)信號并發(fā)送給鑒相器模塊進行處理；鑒相器模塊接收數(shù)據(jù)信號后對其進行鑒相處理，同時輸出鑒相結果并分別將其發(fā)送給環(huán)路濾波器以及存儲模塊中；環(huán)路濾波器對數(shù)據(jù)信號進行濾波運算處理并將結果發(fā)送給系統(tǒng)控制模塊；系統(tǒng)控制模塊接收控制相應的碼NCO和載波NCO分別進行偽碼和載波的剝離。本發(fā)明的有益效果在于，提供一種資源利用效率高以及節(jié)省成本的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法。
【專利說明】—種GNSS衛(wèi)星跟蹤方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高資源利用率的GNSS衛(wèi)星跟蹤裝置及其跟蹤方法。
【背景技術】
[0002]全球衛(wèi)星定位與導航系統(tǒng)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)，包括一組發(fā)送GPS信號的一個衛(wèi)星星座，該GPS信號能被接收機用來確定該接收機的位置。衛(wèi)星軌道被安排在多個平面內(nèi)，以便在地球上任何位置都能從至少四顆衛(wèi)星接收這種信號。
[0003]每一顆GPS衛(wèi)星所發(fā)送的GPS信號都是直接序列擴頻信號。商業(yè)上使用的信號與標準定為服務(SPS)有關，而且被稱之為粗碼(C / A碼)的直接序列二相擴頻信號，在1575.42MHz的載波下，具有每秒1.023兆碼片的速率。偽隨機噪聲(PN)序列長度是1023個碼片，對應于Ims的時間周期。每一顆衛(wèi)星發(fā)射不同的PN碼，使得信號能夠從幾顆衛(wèi)星同時發(fā)送，并由一接收機同時接收，相互間幾乎無干擾。術語“衛(wèi)星星號”和這個PN碼相關，可以用以標示不同的GPS衛(wèi)星。
[0004]GPS的調(diào)制信號是導航電文(又稱為D碼)和PN碼組合碼。導航電文的速率為每秒50比特。D碼的基本單位是一個1500比特的主幀，主幀又分為5個300比特的子幀。其中，子幀一包含了標識碼、星種數(shù)據(jù)齡期以及衛(wèi)星時鐘修正參數(shù)信息。子幀二和子幀三包含了實時的GPS衛(wèi)星星歷，星歷是當前導航定位信息的最主要內(nèi)容。利用子幀一至子幀三的信息即可以實現(xiàn)定位，完成定位的基本任務。子幀四和子幀五包含了 I至32顆衛(wèi)星的監(jiān)控狀況，UTC校準信息和電離層修正參數(shù)及I至32顆衛(wèi)星的歷書。歷書是衛(wèi)星星歷參數(shù)的簡化子集，用于預測相對于接收機的可見衛(wèi)星及其多普勒頻偏。歷史每12.5分鐘廣播一次，有限期為幾個月。
[0005]實現(xiàn)衛(wèi)星定位的前提是定位系統(tǒng)能跟蹤四顆以上的衛(wèi)星。而系統(tǒng)跟蹤通道數(shù)目成為衡量衛(wèi)星定位系統(tǒng)的一個重要指標，而隨著衛(wèi)星跟蹤通道的增加，硬件資源也會隨著增力口，如何提高系統(tǒng)的資源利用率成為硬件定位系統(tǒng)的重要技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種資源利用效率高以及節(jié)省成本的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法。
[0007]本發(fā)明提供了一種GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，包括以下步驟:S1:GPS信號接收機接收多個跟蹤通道中多個衛(wèi)星的GPS信號，同時將接收到的多個所述GPS信號發(fā)送給多個跟蹤通道中的相關器組，多個所述相關器組對多個所述GPS信號分別進行信號積分處理并輸出相應的數(shù)據(jù)信號，同時將多個所述數(shù)據(jù)信號分別發(fā)送給系統(tǒng)控制模塊S2:系統(tǒng)控制模塊接收多個所述相關器組發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，并發(fā)出相應的指令，根據(jù)所述指令判斷當前數(shù)據(jù)信號的時刻屬于哪個跟蹤通道以及哪個跟蹤環(huán)路的工作時間，然后選擇相應的數(shù)據(jù)信號，同時將所述數(shù)據(jù)信號發(fā)送給鑒相器模塊S3:鑒相器模塊接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)信號并對其進行鑒相處理，同時輸出鑒相結果并分別將所述鑒相結果發(fā)送給所述環(huán)路濾波器以及存儲模塊中，所述存儲模塊用于存儲多個所述跟蹤通道中每一時刻的經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的GPS信號S4:環(huán)路濾波器接收所述鑒相器模塊發(fā)送的經(jīng)過鑒相后的數(shù)據(jù)信號，對其進行濾波運算處理同時輸出相關系數(shù)，并將所述相關系數(shù)發(fā)送給所述系統(tǒng)控制模塊S5:系統(tǒng)控制模塊接收所述相關系數(shù)并發(fā)送到多個跟蹤通道中相應的碼NCO和載波NC0，所述碼NCO對所述GPS信號中的偽碼進行剝離，所述載波NCO對所述GPS信號中的載波進行剝離。
[0008]進一步，所述步驟S5中碼NCO對所述GPS信號中的偽碼進行剝離的具體過程為:所述碼NCO接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的相關系數(shù)并產(chǎn)生偽碼頻率并將其發(fā)送給所述碼發(fā)生器，所述碼發(fā)生器接收所述偽碼頻率后產(chǎn)生本地偽碼進而與所述相關器組接收到的GPS信號相乘，以便進行所述GPS信號中偽碼的剝離。
[0009]進一步，所述步驟S5中所述載波NCO對所述GPS信號中的載波進行剝離的具體過程為:所述載波NCO接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送相關系數(shù)并產(chǎn)生數(shù)字正弦和余弦信號，同時將所述數(shù)字正弦和余弦信號發(fā)送給載波剝離器，所述載波玻璃器接收所述數(shù)字正弦和余弦信號并對所述GPS信號中的載波進行剝離。
[0010]進一步，所述環(huán)路濾波器對經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的數(shù)據(jù)信號進行濾波處理且輸出的結果階數(shù)在兩階或兩階以上時，進行濾波計算時，除了需要當前時刻的鑒相器模塊的輸出結果，還需要調(diào)用存儲在所述存儲模塊中過去時刻鑒相器模塊輸出的鑒相結果以及所述環(huán)路濾波器輸出的濾波結果。
[0011]進一步，多個所述跟蹤通道包括32個跟蹤通道。
[0012]本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果為:本GNSS星跟蹤方法設置有系統(tǒng)控制模塊和存儲模塊，所述系統(tǒng)控制模塊可根據(jù)設定的時刻實現(xiàn)對與其相連的32個跟蹤通道的中衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號的控制處理，所述存儲模塊可以存儲每個時刻各個跟蹤通道中鑒相器模塊輸出的鑒相結果以及濾波器輸出的濾波結果，以便后期進行調(diào)用，并在系統(tǒng)控制模塊的控制下根據(jù)不同時刻讀取相應的參數(shù)，進行環(huán)路濾波器的相關預算，從而實現(xiàn)對32個跟蹤通道中衛(wèi)星的跟蹤，可實現(xiàn)最大程度的節(jié)約邏輯資源，提高跟蹤硬件資源利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實施例的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法的示意框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]如圖1所示:本發(fā)明實施例的一種GNSS星跟蹤方法，包括以下步驟:
[0016]S1:GPS信號接收機接收多個跟蹤通道中多個衛(wèi)星的GPS信號，同時將接收到的多個所述GPS信號發(fā)送給多個跟蹤通道中的相關器組11，多個所述相關器組11對多個所述GPS信號分別進行信號積分處理并輸出相應的數(shù)據(jù)信號，同時將多個所述數(shù)據(jù)信號分別發(fā)送給系統(tǒng)控制模塊21 ；
[0017]S2:系統(tǒng)控制模塊21接收多個所述相關器組11發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，并發(fā)出相應的指令，根據(jù)所述指令判斷當前數(shù)據(jù)信號的時刻屬于哪個跟蹤通道以及哪個跟蹤環(huán)路的工作時間，然后選擇相應的數(shù)據(jù)信號，同時將所述數(shù)據(jù)信號發(fā)送給鑒相器模塊22 ；[0018]S3:鑒相器模塊22接收所述系統(tǒng)控制模塊21發(fā)送的數(shù)據(jù)信號并對其進行鑒相處理，同時輸出鑒相結果并分別將所述鑒相結果發(fā)送給所述環(huán)路濾波器23以及存儲模塊24中，所述存儲模塊24用于存儲多個所述跟蹤通道中每一時刻的經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的GPS信號；
[0019]S4:環(huán)路濾波器23接收所述鑒相器模塊22發(fā)送的經(jīng)過鑒相后的數(shù)據(jù)信號，對其進行濾波運算處理同時輸出相關系數(shù)，并將所述相關系數(shù)發(fā)送給所述系統(tǒng)控制模塊21 ；
[0020]S5:系統(tǒng)控制模塊21接收所述相關系數(shù)并發(fā)送到多個跟蹤通道中相應的碼NC013和載波NCO14，所述碼NCO13對所述GPS信號中的偽碼進行剝離，所述載波NCO14對所述GPS信號中的載波進行剝離。
[0021]作為上述實施例的優(yōu)選實施方式，所述步驟S5中碼NCO13對所述GPS信號中的偽碼進行剝離的具體過程為:所述碼NC013接收所述系統(tǒng)控制模塊21發(fā)送的相關系數(shù)并產(chǎn)生偽碼頻率并將其發(fā)送給所述碼發(fā)生器12，所述碼發(fā)生器12接收所述偽碼頻率后產(chǎn)生本地偽碼進而與所述相關器組11接收到的GPS信號相乘，以便進行所述GPS信號中偽碼的剝離。
[0022]作為上述實施例的優(yōu)選實施方式，所述步驟S5中所述載波NC014對所述GPS信號中的載波進行剝離的具體過程為:所述載波NC014接收所述系統(tǒng)控制模塊21發(fā)送相關系數(shù)并產(chǎn)生數(shù)字正弦和余弦信號，同時將所述數(shù)字正弦和余弦信號發(fā)送給載波剝離器，所述載波玻璃器接收所述數(shù)字正弦和余弦信號并對所述GPS信號中的載波進行剝離。
[0023]作為上述實施例的優(yōu)選實施方式，所述環(huán)路濾波器23對經(jīng)過鑒相器模塊22鑒相后的數(shù)據(jù)信號進行濾波處理且輸出的結果階數(shù)在兩階或兩階以上時，進行濾波計算時，除了需要當前時刻的鑒相器模塊22的輸出結果，還需要調(diào)用存儲在所述存儲模塊24中過去時刻鑒相器模塊22輸出的鑒相結果以及所述環(huán)路濾波器23輸出的濾波結果。
[0024]作為上述實施例的優(yōu)選實施方式，多個所述跟蹤通道包括32個跟蹤通道，通過所述系統(tǒng)控制模塊21和所述存儲模塊24的配合，實現(xiàn)32個跟蹤通道僅需要一個鑒相器模塊22和一個環(huán)路濾波器23，大大節(jié)約了 GNSS跟蹤系統(tǒng)的硬件資源，提高了硬件資源的利用率。
[0025]最后應說明的是:以上所述的各實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換,并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:GPS信號接收機接收多個跟蹤通道中多個衛(wèi)星的GPS信號，同時將接收到的多個所述GPS信號發(fā)送給多個跟蹤通道中的相關器組，多個所述相關器組對多個所述GPS信號分別進行信號積分處理并輸出相應的數(shù)據(jù)信號，同時將多個所述數(shù)據(jù)信號分別發(fā)送給系統(tǒng)控制模塊； 52:系統(tǒng)控制模塊接收多個所述相關器組發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，并發(fā)出相應的指令，根據(jù)所述指令判斷當前數(shù)據(jù)信號的時刻屬于哪個跟蹤通道以及哪個跟蹤環(huán)路的工作時間，然后選擇相應的數(shù)據(jù)信號，同時將所述數(shù)據(jù)信號發(fā)送給鑒相器模塊； 53:鑒相器模塊接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)信號并對其進行鑒相處理，同時輸出鑒相結果并分別將所述鑒相結果發(fā)送給所述環(huán)路濾波器以及存儲模塊中，所述存儲模塊用于存儲多個所述跟蹤通道中每一時刻的經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的GPS信號； S4:環(huán)路濾波器接收所述鑒相器模塊發(fā)送的經(jīng)過鑒相后的數(shù)據(jù)信號，對其進行濾波運算處理同時輸出相關系數(shù)，并將所述相關系數(shù)發(fā)送給所述系統(tǒng)控制模塊； S5:系統(tǒng)控制模塊接收所述相關系數(shù)并發(fā)送到多個跟蹤通道中相應的碼NCO和載波NC0,所述碼NCO對所述GPS信號中的偽碼進行剝離，所述載波NCO對所述GPS信號中的載波進行剝離。
2.根據(jù)權利要求1所述的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S5中碼NCO對所述GPS信號中的偽碼進行剝離的具體過程為:所述碼NCO接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的相關系數(shù)并產(chǎn)生偽碼頻率并將其發(fā)送給所述碼發(fā)生器，所述碼發(fā)生器接收所述偽碼頻率后產(chǎn)生本地偽碼進而與所述相關器組接收到的GPS信號相乘，以便進行所述GPS信號中偽碼的剝離。
3.根據(jù)權利要求1所述的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S5中所述載波NCO對所述GPS信號中的載波進行剝離的具體過程為:所述載波NCO接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送相關系數(shù)并產(chǎn)生數(shù)字正弦和余弦信號，同時將所述數(shù)字正弦和余弦信號發(fā)送給載波剝離器，所述載波玻璃器接收所述數(shù)字正弦和余弦信號并對所述GPS信號中的載波進行剝離。
4.根據(jù)權利要求1所述的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，其特征在于，所述環(huán)路濾波器對經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的數(shù)據(jù)信號進行濾波處理且輸出的結果階數(shù)在兩階或兩階以上時，進行濾波計算時，除了需要當前時刻的鑒相器模塊的輸出結果，還需要調(diào)用存儲在所述存儲模塊中過去時刻鑒相器模塊輸出的鑒相結果以及所述環(huán)路濾波器輸出的濾波結果。
5.根據(jù)權利要求1所述的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，其特征在于，多個所述跟蹤通道包括32個跟蹤通道。
【文檔編號】G01S19/30GK103760577SQ201410048170
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權日:2014年2月12日
【發(fā)明者】王峰 申請人:深圳市峰華經(jīng)緯科技有限公司