專利名稱：北斗一號無源定位授時終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種北斗一號無源定位授時終端。
背景技術(shù)：
精密定時在以通信、電力、控制等工業(yè)領(lǐng)域和國防領(lǐng)域有著廣泛和重要的應用。目 前，在這些領(lǐng)域應用的定時手段主要是利用美國的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，即GPS完成定時功 能，具體指GPS接收機通過某種方式獲得本地時間與UTC標準時間的鐘差，然后調(diào)整本地時 鐘使時差控制在一定的精度范圍內(nèi)。 但是利用GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)完成授時存在以下問題 1、由于GPS系統(tǒng)受控于美國國防部，這種方法自主性差，帶來一些不穩(wěn)定因素，例 如故意降低GPS服務精度，關(guān)閉信號，增加隨機碼，發(fā)送無線電干擾等。 2、美國政府對GPS系統(tǒng)有"局部屏蔽技術(shù)"，在戰(zhàn)爭或其他特殊時期，例如發(fā)生自 然災害時，美國政府有可能關(guān)閉對我國的GPS服務。 3、在技術(shù)上，第一，GPS接收機提供的時間信號長期穩(wěn)定性好，但短期穩(wěn)定度差，第 二， GPS信號抗干擾能力差，第三，在衛(wèi)星試驗或調(diào)試中，GPS時鐘可能跳變。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)在GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)授時存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種 體積小、授時精度高、可靠的北斗一號無源授時終端。 本實用新型是采用下述方案實現(xiàn)的包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻器、I路相 關(guān)器、1路PN碼生成器、Q路相關(guān)器、Q路PN碼生成器、1路解調(diào)器、Q路解調(diào)器、時差信息提 取模塊、載波恢復模塊、秒脈沖形成器、時差測量模塊、導航電文生成模塊和時延修正模塊， 所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)字下變頻器相連，數(shù)字下變頻器分別與I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器相 連，I路PN碼生成器分別與I路相關(guān)器、時差信息提取模塊相連，I路相關(guān)器的輸出分別接 I路解調(diào)器、載波恢復模塊，載波恢復模塊的輸出接數(shù)字下變頻器，時差信息提取模塊的輸 出接時差測量模塊，Q路相關(guān)器分別與Q路PN碼生成器、Q路解調(diào)器相連，I路解調(diào)器和Q 路解調(diào)器的輸出接導航電文生成模塊，時延修正模塊的輸出接秒脈沖形成器。 上述的北斗一號無源定位授時終端中，所述秒脈沖形成器包括秒脈沖產(chǎn)生計數(shù) 器、晶振、計數(shù)器、秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路，秒脈沖產(chǎn)生計數(shù)器分別與晶振、計數(shù)器、秒 脈沖產(chǎn)生時間修正值電路、幀同步信號相連，計數(shù)器的輸入接修正值信號寫入，計數(shù)器的輸 出接秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路。 本實用新型由于采用上述技術(shù)方案，它具備下述優(yōu)點 1)終端運行穩(wěn)定可靠、秒脈沖精度高。 2)在衛(wèi)星信號短暫失鎖的情況下，繼續(xù)保持穩(wěn)定，高精度的秒脈沖輸出。 3)在沒有外部坐標輸入的情況下，可以將北斗的無源定位軟件模塊融入到授時功
能當中，實現(xiàn)無源授時。[0014]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實用新型中秒脈沖形成器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式參見圖1，本實用新型包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻器、I路相關(guān)器、I路PN碼 生成器、Q路相關(guān)器、Q路PN碼生成器、I路解調(diào)器、Q路解調(diào)器、時差信息提取模塊、載波恢 復模塊、秒脈沖形成器、時差測量模塊、導航電文生成模塊和時延修正模塊。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換 器主要功能是將來自模擬射頻模塊的12. 24M的中頻信號經(jīng)濾波放大后，采樣量化變換為 8bit的數(shù)字信號送至數(shù)字下變頻器中；數(shù)字下變頻器主要功能是在數(shù)字中頻域?qū)⑿盘柗?成1、Q支路；1路相關(guān)器實現(xiàn)I支路信號的相關(guān)運算，I路PN碼產(chǎn)生器產(chǎn)生I路擴頻碼，兩 者共同完成I路的解擴功能；Q路相關(guān)器實現(xiàn)Q支路信號的相關(guān)運算，Q路PN碼產(chǎn)生器產(chǎn)生 Q路擴頻碼，兩者共同完成Q路的解擴功能；1路解調(diào)器完成I路信號的解調(diào)，Q路解調(diào)器完 成Q路信號的解調(diào)；時差信息提取模塊完成衛(wèi)星波束到達時間差關(guān)鍵參數(shù)的形成；載波恢 復模塊完成載波信號的產(chǎn)生，并通過鎖相環(huán)路實現(xiàn)本地產(chǎn)生的載波與接收載波的頻率與相 位同步；時差測量模塊實現(xiàn)利用有關(guān)時差參數(shù)和相關(guān)算法進行時差測量；導航電文生成模 塊根據(jù)獲得的北斗分幀數(shù)據(jù)進行導航電文的提取與生成；時延修正模塊實現(xiàn)對秒脈沖形成 器的計數(shù)器初始值進行動態(tài)修正；秒脈沖形成器產(chǎn)生lpps秒脈沖。 信息處理流程為來自信道模塊的12. 24M的中頻信號經(jīng)濾波放大后，由A/D變換 為8bit的數(shù)字信號送至FPGA中。在FPGA中的DDC中完成信號的數(shù)字下變頻、并分成I、Q 支路，I支路信息通過相關(guān)器和I路PN碼生成完成I路解擴，送入載波恢復模塊完成載波恢 復，送入解調(diào)模塊完成解調(diào)，解擴信號接入時差信息提取完成，并在DSP中完成時差測量，Q 支路信息通過相關(guān)器和Q路PN碼生成完成Q路解擴，送入解調(diào)模塊完成解調(diào)，I、 Q兩路信 號合并輸入到導航電文生成模塊完成導航電文生成，秒脈沖形成產(chǎn)生秒脈沖輸出，DSP中秒 脈沖計數(shù)器時延休整對秒脈沖形成進行修正。 參見圖2，所述秒脈沖形成器包括秒脈沖產(chǎn)生計數(shù)器、晶振、計數(shù)器、秒脈沖產(chǎn)生時 間修正值電路，秒脈沖產(chǎn)生計數(shù)器分別與晶振、計數(shù)器、秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路、幀同 步信號相連，計數(shù)器的輸入接修正值信號寫入，計數(shù)器的輸出接秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電 路。晶振產(chǎn)生時鐘信號，當修正值信號寫入信號來到，置秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路為l，啟 動計數(shù)器；若計數(shù)器值大于32ms，置秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路為0 ;幀同步脈沖上升沿到 來，檢測秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路是否為l，若為l，則將修正值強制植入秒脈沖產(chǎn)生計 數(shù)器；若秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路為O，則秒脈沖產(chǎn)生計數(shù)器在晶振驅(qū)動下，繼續(xù)計數(shù)。 如果第n-l幀丟失，第'幀如期到達，此時修正數(shù)據(jù)存在時間超過31. 25ms，則判為無效，由 計數(shù)器自動運行，獲取秒脈沖，由此避免了漏脈沖；如果第'幀丟失，第n+l幀到達時，第' 幀產(chǎn)生的修正數(shù)據(jù)已經(jīng)失效，此時不對計數(shù)器進行修正，由此避免了多脈沖的現(xiàn)象。
權(quán)利要求一種北斗一號無源定位授時終端，其特征在于包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻器、I路相關(guān)器、I路PN碼生成器、Q路相關(guān)器、Q路PN碼生成器、I路解調(diào)器、Q路解調(diào)器、時差信息提取模塊、載波恢復模塊、秒脈沖形成器、時差測量模塊、導航電文生成模塊和時延修正模塊，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)字下變頻器相連，數(shù)字下變頻器分別與I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器相連，I路PN碼生成器分別與I路相關(guān)器、時差信息提取模塊相連，I路相關(guān)器的輸出分別接I路解調(diào)器、載波恢復模塊，載波恢復模塊的輸出接數(shù)字下變頻器，時差信息提取模塊的輸出接時差測量模塊，Q路相關(guān)器分別與Q路PN碼生成器、Q路解調(diào)器相連，I路解調(diào)器和Q路解調(diào)器的輸出接導航電文生成模塊，時延修正模塊的輸出接秒脈沖形成器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗一號無源定位授時終端，其特征在于所述秒脈沖形成 器包括秒脈沖產(chǎn)生計數(shù)器、晶振、計數(shù)器、秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路，秒脈沖產(chǎn)生計數(shù)器 分別與晶振、計數(shù)器、秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路、幀同步信號相連，計數(shù)器的輸入接修正 值信號寫入，計數(shù)器的輸出接秒脈沖產(chǎn)生時間修正值電路。
專利摘要本實用新型公開了一種北斗一號無源定位授時終端。它包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻器、I路相關(guān)器、I路PN碼生成器、Q路相關(guān)器、Q路PN碼生成器、I路解調(diào)器、Q路解調(diào)器、時差信息提取模塊、載波恢復模塊、秒脈沖形成器、時差測量模塊、導航電文生成模塊和時延修正模塊。本實用新型通過接收北斗一號衛(wèi)星信號，對廣播電文進行解碼以得到衛(wèi)星位置、速度等信息，而后結(jié)合用戶位置，測量信號傳播時延，得到所需的精確穩(wěn)定的秒脈沖，實現(xiàn)本地時間與北斗時間的同步。
文檔編號G04G5/02GK201540463SQ20092031475
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者易大江, 王浩, 申若耀, 賈坤 申請人:湖南創(chuàng)越電子科技有限公司