一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)，以及一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)的抗干擾處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶(hù)接收設(shè)備三大部分組成，具備定位、導(dǎo)航、高精度授時(shí)功能的系統(tǒng)，其廣泛應(yīng)用于航海、航空、測(cè)量、測(cè)繪、精密定位等行業(yè)領(lǐng)域。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間星座部分由分布在不同軌道平面上的多顆衛(wèi)星組成，以保證地面接收機(jī)在任一時(shí)刻、覆蓋范圍內(nèi)的任一地點(diǎn)都可以接收到足夠數(shù)量的衛(wèi)星信號(hào)，并通過(guò)解算得到接收機(jī)的位置、速度和時(shí)間等信息。
[0003]目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS，Global Navigat1n Satellite System)主要包括美國(guó)的GPS、俄羅斯的GL0NASS，中國(guó)的北斗系統(tǒng)，以及歐洲的GALILEO系統(tǒng)。
[0004]圖1是傳統(tǒng)GNSS接收機(jī)的組成原理框圖。傳統(tǒng)GNSS接收機(jī)通常分為天線單元和接收單元兩大部分。天線單元，也叫天線前端，它的作用是，由天線將空間中的導(dǎo)航衛(wèi)星電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；輸出的射頻模擬信號(hào)經(jīng)由射頻電路將其放大、下變頻、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字中頻信號(hào)。其中，下變頻是指將衛(wèi)星波段的信號(hào)(頻率一般為IGHz到2GHz)降到幾MHz至幾十MHz的中頻信號(hào)，中頻信號(hào)才可以做進(jìn)一步的信號(hào)處理。濾波部分為一個(gè)帶通濾波器，其作用是將帶外噪聲濾除。模數(shù)轉(zhuǎn)換是將經(jīng)過(guò)下變頻和濾波后的中頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)才可以做進(jìn)一步的數(shù)字信號(hào)處理。接收單元對(duì)天線單元輸出的數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行基帶處理，繼而進(jìn)行導(dǎo)航定位的解算，以得到用戶(hù)接收機(jī)的位置、速度和時(shí)間等信息?；鶐幚韱卧话闶菙?shù)字電路，主要包括相關(guān)器、中頻載波生成、碼時(shí)鐘生成等部分。
[0005]隨著衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的日益普遍，用戶(hù)對(duì)接收機(jī)終端可靠性和抗干擾能力的要求也逐步提高。接收機(jī)在進(jìn)行信號(hào)接收、傳輸和處理的過(guò)程中不可避免的引入了一些干擾信號(hào)，這些干擾信號(hào)可能來(lái)自于自然的干擾，也可能來(lái)自人為干擾。如果干擾信號(hào)的幅度大于有用信號(hào)的幅度，真實(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)將被埋沒(méi)在干擾信號(hào)中。一旦進(jìn)入接收機(jī)的混合信號(hào)達(dá)不到后續(xù)載波跟蹤環(huán)以及碼跟蹤環(huán)所要求的載噪比，接收機(jī)將無(wú)法正常工作?；蛘咛摷俚男l(wèi)星信號(hào)以強(qiáng)于真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)的形式，讓接收機(jī)鎖定錯(cuò)誤的衛(wèi)星信號(hào)，就會(huì)解算出虛假的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。以上所述這些情況，都將直接影響到導(dǎo)航定位的精度。如何將這些干擾信號(hào)濾除，進(jìn)而加強(qiáng)接收機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力，具有十分重要的意義，也是接收機(jī)系統(tǒng)需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
[0006]和接收機(jī)有用信號(hào)帶寬相比較，我們可以將干擾信號(hào)分為帶外干擾和帶內(nèi)干擾。一般在接收機(jī)的天線和前端加入帶通濾波器，用來(lái)抑制帶外的干擾信號(hào)。但是如果帶外干擾信號(hào)足夠強(qiáng)，接收機(jī)天線和前端濾波電路不足以將其抑制，后續(xù)的基帶信號(hào)處理和導(dǎo)航解算仍將受到很大的影響。同時(shí)，帶內(nèi)干擾也會(huì)帶來(lái)諸多問(wèn)題。為了降低干擾信號(hào)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)以及解算過(guò)程造成的不利影響，圖2給出了一種帶有抗干擾處理模塊的GNSS接收機(jī)的組成原理框圖，其中采用了抗干擾處理模塊，用于抑制接收機(jī)通道內(nèi)的干擾信號(hào)，信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)部從一個(gè)電路到另一個(gè)電路的行進(jìn)中，必然產(chǎn)生時(shí)間延遲。而波道時(shí)延的不穩(wěn)定性，中頻信號(hào)的相位抖動(dòng)和接收天線的相位中心漂移，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度的損失，進(jìn)而影響導(dǎo)航定位精度。更重要的是，硬件電路復(fù)雜程度的提高，將導(dǎo)致額外的信噪比損失(大約幾dB)，接收機(jī)的電磁兼容性也將隨之下降，進(jìn)而降低接收機(jī)的抗干擾能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)，該系統(tǒng)去掉了傳統(tǒng)的抗干擾GNSS接收機(jī)中抗干擾處理模塊和基帶處理模塊之間的頻率變換部分，將天線單元電路和接收單元電路合二為一，能有效簡(jiǎn)化電路，降低電路板的復(fù)雜度、成本和功耗，提高接收機(jī)工作效率，同時(shí)減少信號(hào)的信噪比損失，提高接收機(jī)的電磁兼容性以及抗干擾能力。本發(fā)明還提供一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)的抗干擾處理方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)，包括天線單元和接收單元，其特征在于，所述天線單元和接收單元是一體化結(jié)構(gòu)，包括依次連接的天線、射頻電路、抗干擾處理模塊、基帶處理模塊和導(dǎo)航解算模塊；所述抗干擾處理模塊置于射頻電路和基帶處理模塊之間，其輸入端連接射頻電路，輸出端連接基帶處理模塊；所述抗干擾處理模塊上集成有轉(zhuǎn)換電路，射頻電路輸出的數(shù)字中頻信號(hào)通過(guò)抗干擾模塊對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制后直接進(jìn)入基帶處理模塊的輸入端；所述轉(zhuǎn)換電路用于完成比特?cái)?shù)，采樣頻率以及數(shù)字中頻頻率的轉(zhuǎn)換功能；
所述抗干擾處理模塊和基帶處理模塊之間沒(méi)有頻率變換部分。
[0009]所述射頻電路包含放大電路部分、下變頻電路部分、濾波電路部分和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路部分。
[0010]所述抗干擾處理模塊采用抗干擾濾波技術(shù)或其它抗干擾處理技術(shù)，所述抗干擾濾波技術(shù)包括空域?yàn)V波、頻域?yàn)V波和時(shí)域?yàn)V波中的一種或幾種組合，所述衛(wèi)星導(dǎo)航接收系統(tǒng)為單系統(tǒng)終端或多系統(tǒng)終端；所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括美國(guó)的GPS系統(tǒng)，俄羅斯GLONASS系統(tǒng)，中國(guó)的北斗系統(tǒng)，歐洲的GALILEO系統(tǒng)，以及以后可能出現(xiàn)的新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0011]一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾系統(tǒng)的抗干擾處理方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)射頻電路將接收到的衛(wèi)星射頻信號(hào)依次進(jìn)行放大處理、下變頻處理、濾波處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，輸出數(shù)字中頻信號(hào)；
2)輸出的數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)入抗干擾處理模塊進(jìn)行抗干擾處理，同時(shí)通過(guò)集成在抗干擾處理模塊上的轉(zhuǎn)換電路，完成比特?cái)?shù)，采樣頻率以及數(shù)字中頻頻率的轉(zhuǎn)換；
3)將經(jīng)過(guò)抗干擾處理模塊處理后的輸出信號(hào)進(jìn)行基帶處理和導(dǎo)航定位的解算。所述抗干擾處理所采用的抗干擾技術(shù)為抗干擾濾波技術(shù)或其它抗干擾處理技術(shù)，所述抗干擾濾波技術(shù)包括空域?yàn)V波、頻域?yàn)V波和時(shí)域?yàn)V波中的一種或幾種組合，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在，去掉了傳統(tǒng)的帶有抗干擾處理模塊的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中抗干擾處理模塊和基帶處理模塊之間的頻率變換部分，將天線單元電路和接收單元電路合二為一，省去了一個(gè)上變頻電路，一個(gè)下變頻電路，一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換電路和一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)了抗干擾衛(wèi)星導(dǎo)航接收系統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效的簡(jiǎn)化了電路，降低了電路板的復(fù)雜度、成本和功耗，同時(shí)減少了信號(hào)的信噪比損失，提高了接收機(jī)的電磁兼容性以及抗干擾能力。
[0012]本發(fā)明中的抗干擾處理模塊不同于傳統(tǒng)的抗干擾處理模塊，不僅包含了傳統(tǒng)的抗干擾處理模塊的全部功能，還集成了轉(zhuǎn)換電路部分，用于完成比特?cái)?shù)，采樣頻率以及