專利名稱：具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)gps接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有差分測(cè)速功能的 高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)技術(shù)的研究人員都 在研究如何應(yīng)用GPS接收機(jī)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下進(jìn)行精準(zhǔn)定位，這一研究工作具有相當(dāng)重要的 意義。高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)在航天飛行器的精密定軌和精確定姿方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國(guó)外一些公司和研究機(jī)構(gòu)在高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的設(shè)計(jì)方面已經(jīng)取得了卓有 成效的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)也紛紛投入這方面的研究。但是直到目前，國(guó)內(nèi)許多GPS 的應(yīng)用項(xiàng)目還需要依賴國(guó)外OEM產(chǎn)品的進(jìn)口，而且許多GPS接收機(jī)的定時(shí)性能和定位精度 還是不高。要提高GPS接收機(jī)的性能以及實(shí)現(xiàn)更多的功能，需要對(duì)應(yīng)用軟件改進(jìn)和升級(jí)。軟 件升級(jí)就對(duì)微處理器的運(yùn)算處理能力提出了更高的要求。而且在高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)中，由 于要對(duì)多通道連續(xù)跟蹤，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算處理量大，因此對(duì)微處理器的性能要求較高。除性能 夕卜，對(duì)功耗和體積也有很高要求。當(dāng)前，迫切需要開(kāi)發(fā)出一種GPS接收機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)在高動(dòng)態(tài)的環(huán)境下接收GPS信號(hào)。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收 機(jī)，可以在高動(dòng)態(tài)的環(huán)境下接收GPS信號(hào)，并通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)差分測(cè)速，在航天飛行器的 精密定軌和精確定姿方面具有廣闊的應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。為此，本實(shí)用新型提供了一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，包括信號(hào)接收單元，用于接收來(lái)自于衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)，并將其放大后傳遞給射頻前 端；射頻前端，用于將所接收到的射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)轉(zhuǎn)變成中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并將 其進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)后傳送給信號(hào)通道；信號(hào)通道，用于接收射頻前端所發(fā)送的數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電 文，然后將其傳遞給導(dǎo)航處理模塊；導(dǎo)航處理模塊，用于接收信號(hào)通道所輸出的導(dǎo)航電文，提取獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，最終為 用戶提供包括導(dǎo)航、定位在內(nèi)的各種服務(wù)；存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)導(dǎo)航處理模塊所接收到的數(shù)據(jù)信息；接口單元，用于為導(dǎo)航處理模塊提供與外接設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口。優(yōu)選地，還包括有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，用于將導(dǎo)航處理模塊所獲得的導(dǎo)航數(shù)據(jù)通 過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給虛擬參考站VRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)器控制中心，并將該數(shù)據(jù)服務(wù)器控制中心輸出的差分改正信息傳回給導(dǎo)航處理模塊。 優(yōu)選地，所述信號(hào)接收單元包括有GPS接收機(jī)天線和前置放大器，其中，所述GPS接收機(jī)天線，用于將電磁波形式的GPS衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)化為相同變化規(guī)律的 電流信號(hào)，并傳送給前置放大器；所述前置放大器，用于將電流信號(hào)形式的GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大。優(yōu)選地，所述前置放大器為低噪聲前置放大器。優(yōu)選地，射頻前端包括有基準(zhǔn)頻率振蕩源、頻率合成器、信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換子單 元，其中，所述基準(zhǔn)頻率振蕩源，用于提供時(shí)間和頻率基準(zhǔn)給頻率合成器；所述頻率合成器，用于根據(jù)基準(zhǔn)頻率振蕩源所提供的時(shí)間和頻率基準(zhǔn)，產(chǎn)生本振 頻率和系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，并將一個(gè)或者多個(gè)本振頻率與射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行混頻，形成中 頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；所述信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元，用于將中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行放大并進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)并傳送給信號(hào)通道。優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)頻率振蕩源為溫度補(bǔ)償型石英晶體諧振器TCX0。優(yōu)選地，所述信號(hào)通道通過(guò)偽噪聲碼跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路來(lái)剝離數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo) 航信號(hào)中的載波和偽噪聲碼，還原出原始數(shù)據(jù)碼，最終提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文。優(yōu)選地，所述信號(hào)通道為相關(guān)型信號(hào)通道。優(yōu)選地，所述導(dǎo)航處理模塊為ARM微處理器。優(yōu)選地，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元為采用通用分組無(wú)線服務(wù)GPRS方式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元。由以上本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型提供了 一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，可以在高動(dòng)態(tài)的環(huán)境下接收GPS信號(hào)，并通過(guò) GPRS模塊實(shí)現(xiàn)差分測(cè)速，在航天飛行器的精密定軌和精確定姿方面具有廣闊的應(yīng)用前景， 具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

圖1是本實(shí)用新型提供的一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2為本實(shí)用新型提供的一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的具體組成 結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型提供的一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)實(shí)施例的具 體示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式 對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型提供的一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖。[0034]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型提供了一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，包括有信號(hào)接收單元101、射頻前端102、信號(hào)通道103、導(dǎo)航處理模塊104、存儲(chǔ)單元105、接口單元 106和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元107，其中信號(hào)接收單元101，用于接收來(lái)自于衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)(即GPS信號(hào))，并將其放大后傳遞給射頻前端102 ；該信號(hào)接收單元101包括有GPS接收機(jī)天線1011和前置放大器1012 ；所述GPS接收機(jī)天線1011，用于將電磁波形式的GPS衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)化為相同變化規(guī) 律的電流信號(hào)，并傳送給前置放大器1012 ；所述前置放大器1012，與GPS接收機(jī)天線1011相連接，用于將電流信號(hào)形式的 GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大。在本實(shí)用新型中，所述前置放大器1012為低噪聲前置放大器。在本實(shí)用新型中，上述GPS接收機(jī)天線1011的主要技術(shù)要求為接收頻率為 1575. 42MHz的信號(hào)；天線輻射方向應(yīng)能夠保證全向接收來(lái)自空中的右旋圓極化電波；天線 饋線的阻抗應(yīng)為50 Ω。在當(dāng)弱達(dá)2. 7X10-21到2. 8X 10-21W/M2 · HZ的GPS衛(wèi)星信號(hào)到 達(dá)該接收機(jī)天線時(shí)，接收機(jī)天線能將GPS衛(wèi)星信號(hào)的電磁波能量轉(zhuǎn)化為相同變化規(guī)律的電 流，并送至前置放大器1012。由前置放大器1012將極微弱的GPS衛(wèi)星信號(hào)電流予以放大。在本實(shí)用新型中，為了保證GPS接收機(jī)的靈敏度，通常將GPS接收機(jī)天線1011與 低噪聲前置放大器1012做成一體，從而使接收器天線輸出端至低噪聲放大器輸入端之間 連線盡量縮短，以降低饋線損耗。射頻前端102，與信號(hào)接收單元101相連接，用于將所接收到的射頻(高頻)衛(wèi)星 導(dǎo)航信號(hào)轉(zhuǎn)變成中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)后傳送給信號(hào) 通道103 ；在本實(shí)用新型中，射頻前端102包括有基準(zhǔn)頻率振蕩源1021、頻率合成器1022、信 號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元1023，其中所述基準(zhǔn)頻率振蕩源1021，用于提供時(shí)間和頻率基準(zhǔn)給頻率合成器1022 ；參見(jiàn)圖3，在本實(shí)用新型中，所述基準(zhǔn)頻率振蕩源1021優(yōu)選為溫度補(bǔ)償型石英晶 體諧振器TCXO。所述頻率合成器1022，與基準(zhǔn)頻率振蕩源1021相連接，用于根據(jù)基準(zhǔn)頻率振蕩源 1021所提供的時(shí)間和頻率基準(zhǔn)，產(chǎn)生本振頻率(LO)和系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，并將一個(gè)或者多個(gè)本 振頻率與射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行混頻，形成中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；所述信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元1023，用于將中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行放大并進(jìn)行 模數(shù)轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)并傳送給信號(hào)通道103。在本實(shí)用新型中，射頻前端102所接收的射頻信號(hào)(RF)的頻率為1575. 42MHz時(shí)， 所形成的中頻信號(hào)(IF)頻率為4. 309MHz，具體實(shí)現(xiàn)上，主要采用GPS射頻芯片GP2015來(lái)進(jìn)
行信號(hào)轉(zhuǎn)變。信號(hào)通道103，與射頻前端102相連接，用于接收射頻前端102所發(fā)送的數(shù)字衛(wèi)星 導(dǎo)航信號(hào)，并提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文，然后將其傳遞給導(dǎo)航處理模塊104 ；在本實(shí)用新型中，所述信號(hào)通道103通過(guò)偽噪聲碼跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路來(lái)剝 離數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中的載波和偽噪聲碼，還原出原始數(shù)據(jù)碼，最終提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文(表現(xiàn)為原始數(shù)據(jù)碼)。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型中，載波跟蹤環(huán)路用來(lái)跟蹤衛(wèi)星信號(hào)載波頻率和 載波相位，使環(huán)路中載波數(shù)控振蕩器VCO產(chǎn)生的本地參考信號(hào)頻率與衛(wèi)星信號(hào)載波頻率 保持相等，且相位差接近于零，達(dá)到載波同步。而在載波同步的情況下就可以對(duì)調(diào)制在 1575. 42MHz載波上的1. 023Mbps的BPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到基帶信號(hào)。偽碼延時(shí)跟蹤 環(huán)路用來(lái)使本地C/A碼的相位與GPS接收機(jī)接收到的GPS衛(wèi)星信號(hào)中的C/A碼相位保持同 相，以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的解擴(kuò)和進(jìn)行偽距測(cè)量。 需要說(shuō)明的是，所述C/A碼為GPS衛(wèi)星發(fā)出的一種偽隨機(jī)碼。在本實(shí)用新型中，上述信號(hào)通道(Channel) 103是本實(shí)用新型提供的GPS接收機(jī)的 核心部分，它不是一種簡(jiǎn)單的信號(hào)通道，而是一種軟硬件相結(jié)合的有機(jī)體。目前，不同類型 的GPS接收機(jī)主要有相關(guān)型、平方律和碼相位等三種類型的信號(hào)通道。其中，相關(guān)型通道被 廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代的GPS接收機(jī)。它不同于其他兩種通道之處在于，它能夠從偽噪聲碼中 提取衛(wèi)星電文，及時(shí)測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置。因此，相關(guān)型通道較為復(fù)雜，主要由載波跟 蹤環(huán)路和偽噪聲碼跟蹤環(huán)路組成。在本實(shí)用新型中，所述信號(hào)通道103優(yōu)選為相關(guān)型的信號(hào)通道。該相關(guān)型的信號(hào) 通道將接收到的衛(wèi)星信號(hào)(調(diào)制信號(hào))與接收機(jī)所產(chǎn)生的復(fù)制碼(即接收機(jī)信號(hào))相乘， 可以獲得高質(zhì)量的信號(hào)。導(dǎo)航處理模塊104，與信號(hào)通道103相連接，用于接收信號(hào)通道103所輸出的導(dǎo)航 電文，提取獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，最終為用戶提供包括導(dǎo)航、定位在內(nèi)的各種服務(wù)。在本實(shí)用新型中，具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，該導(dǎo)航處理模塊104與相關(guān)器GP2021 (其為12 通道C/A碼基帶相關(guān)器)、數(shù)據(jù)寄存器相連接，所述相關(guān)器GP2021用于在每個(gè)時(shí)鐘從導(dǎo)航 電文中取樣信號(hào)時(shí)刻、測(cè)量值并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)寄存器中，且每隔一段時(shí)間向?qū)Ш教幚砟K104 發(fā)送一個(gè)中斷請(qǐng)求；導(dǎo)航處理模塊104根據(jù)所述中斷請(qǐng)求來(lái)讀取數(shù)據(jù)寄存器中存儲(chǔ)的測(cè)量 值，獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在本實(shí)用新型中，所述導(dǎo)航處理模塊104即為微處理器，微處理器主要是通過(guò)引 腳的選擇以及軟件的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通道的選擇以及對(duì)數(shù)據(jù)的判斷運(yùn)算等操作的。在本實(shí)用新型中，微處理器單元的性能對(duì)GPS接收機(jī)整機(jī)的性能有至關(guān)重要的影 響。一般而言，微處理器性能越高，GPS接收機(jī)定位越快，越適合于實(shí)際應(yīng)用。本實(shí)用新型的導(dǎo)航處理模塊104優(yōu)選為采用ARM微處理器，該ARM微處理器具有 性能高、體積小、功耗低、成本低的特點(diǎn)，從而選擇ARM微處理器來(lái)設(shè)計(jì)本實(shí)用新型的高動(dòng) 態(tài)GPS接收機(jī)。需要說(shuō)明的是，盡管GPS是一種星基導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS接收機(jī)也可以應(yīng)用在其他場(chǎng) 合。一些典型的非導(dǎo)航應(yīng)用例如為時(shí)間和頻率傳輸、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量、差分GPS系統(tǒng)、基站 用參考GPS接收機(jī)、GPS衛(wèi)星信號(hào)完整性監(jiān)測(cè)。存儲(chǔ)單元105，與導(dǎo)航處理模塊104相連接，用于存儲(chǔ)導(dǎo)航處理模塊104所接收到 的數(shù)據(jù)信息(例如導(dǎo)航電文和其他相關(guān)數(shù)據(jù))，參見(jiàn)圖3。需要說(shuō)明的，GPS接收機(jī)為用戶提供定位、導(dǎo)航或其他服務(wù)。這些服務(wù)需要通過(guò)相 關(guān)的應(yīng)用程序(這些程序的作用就是處理接收到的GPS信號(hào)，比如測(cè)速，需要知道一定時(shí)間 內(nèi)兩個(gè)點(diǎn)的位置，然后用位置除以時(shí)間)處理導(dǎo)航數(shù)據(jù)后才能實(shí)現(xiàn)，因此在GPS接收機(jī)內(nèi)需要有一定容量的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)據(jù)和運(yùn)行程序(例如為存儲(chǔ)接收到的GPS信號(hào)。另 夕卜，在某些應(yīng)用服務(wù)中，GPS接收機(jī)需要存儲(chǔ)定位現(xiàn)場(chǎng)所采集的偽距、載波相位測(cè)量和其他 數(shù)據(jù)，以及所解譯的GPS衛(wèi)星星歷等。這些數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里面，或者通過(guò)外接計(jì)算機(jī) 直接儲(chǔ)存到磁盤(pán)上。 接口單元106，與導(dǎo)航處理模塊104相連接，用于為導(dǎo)航處理模塊104提供與外接 設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口。例如，GPS接收機(jī)可以通過(guò)串行接口向外界設(shè)備(如計(jì)算機(jī))發(fā)送或讀取數(shù)據(jù)。該 接口單元106還可以提供人機(jī)接口的服務(wù)，使用戶可以通過(guò)操作鍵盤(pán)來(lái)使用GPS接收機(jī)和 通過(guò)顯示屏了解到定位、導(dǎo)航或其他信息。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元107，與導(dǎo)航處理模塊104相連接，用于將導(dǎo)航處理模塊104所 獲得的導(dǎo)航數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給虛擬參考站(VirtualReference Station, VRS)網(wǎng)絡(luò) 的數(shù)據(jù)服務(wù)器控制中心，并將該數(shù)據(jù)服務(wù)器控制中心輸出的差分改正信息傳回給導(dǎo)航處理 模塊104。在本實(shí)用新型中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元107為采用通用分組無(wú)線服務(wù)(General Packet Radio Service,GPRS)方式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元。需要說(shuō)明的是，GPRS采用無(wú)線分 組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線通道，同一個(gè)信道又可以由多個(gè)用戶共享以有 效提高無(wú)線信道的利用率，數(shù)據(jù)傳輸效率理論上可以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用大約在170Kbs(實(shí)際應(yīng) 用大概在10-70Kbs)，特別適合于間斷的、突發(fā)性的和頻繁性的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適合于 偶爾的大量數(shù)據(jù)量傳輸。本實(shí)用新型提供的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的工作原理及工作過(guò)程如下1，由信號(hào)接收單元101的天線1011將GPS衛(wèi)星信號(hào)極微弱的電磁波能轉(zhuǎn)化為相 應(yīng)的電流，通過(guò)前置放大器1012將GPS衛(wèi)星信號(hào)電流予以放大，有時(shí)還兼有變頻作用，然后 將射頻GPS衛(wèi)星信號(hào)傳遞給射頻前端102 ；2，射頻前端102將自己所生產(chǎn)的一個(gè)或多個(gè)本振頻率信號(hào)與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻， 完成射頻信號(hào)到中頻信號(hào)的變換，同時(shí)將中頻信號(hào)放大和進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)抽樣頻率 對(duì)該中頻信號(hào)進(jìn)行抽樣，以便后續(xù)數(shù)字化處理(具體為用位于射頻前端的GP2015進(jìn)行數(shù)字 化處理)，然后將中頻信號(hào)傳遞給信號(hào)通道103 ；3，信號(hào)通道103通過(guò)偽噪聲碼跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路來(lái)剝離載波和偽噪聲碼， 還原出原始數(shù)據(jù)碼，然后將所獲得的導(dǎo)航電文(即原始數(shù)據(jù)碼)送入導(dǎo)航處理模塊104進(jìn) 行處理； 4，導(dǎo)航處理模塊104和存儲(chǔ)單元105、接口單元106相配合進(jìn)行星歷的解算及相關(guān) 處理，獲得關(guān)于位置方向的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。 5，導(dǎo)航處理模塊104(微控制器)驅(qū)動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元107 (即無(wú)線通訊模 塊)連接到Internet實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把其概率位置傳送到虛擬參考站(Virtual Reference Station, VRS)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)器控制中心，該中心接到數(shù)據(jù)后進(jìn)行軟件差分運(yùn) 算校正輸出差分改正信息(以地面基準(zhǔn)站做為參考，得到修正數(shù)據(jù)，發(fā)送給GPS接收機(jī)就是 差分運(yùn)算)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把其信息傳回到微控制器，微控制器通過(guò)串口與GPS-OEM板(GPS 母板)的串口直接相連，把差分改正信息直接傳入到GPS-OEM板，從而傳輸給導(dǎo)航處理模塊 104，實(shí)現(xiàn)差分?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。[0073]具體實(shí)現(xiàn)上，在GPS-OEM板中進(jìn)行軟件差分運(yùn)算，然后通過(guò)串口輸出精確位置速
度等{曰息。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型提供了一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng) 態(tài)GPS接收機(jī)，可以在高動(dòng)態(tài)的環(huán)境下接收GPS信號(hào)，并通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)差分測(cè)速，在航 天飛行器的精密定軌和精確定姿方面具有廣闊的應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，包括信號(hào)接收單元，用于接收來(lái)自于衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)，并將其放大后傳遞給射頻前端；射頻前端，用于將所接收到的射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)轉(zhuǎn)變成中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)后傳送給信號(hào)通道；信號(hào)通道，用于接收射頻前端所發(fā)送的數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文，然后將其傳遞給導(dǎo)航處理模塊；導(dǎo)航處理模塊，用于接收信號(hào)通道所輸出的導(dǎo)航電文，提取獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，最終為用戶提供包括導(dǎo)航、定位在內(nèi)的各種服務(wù)；存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)導(dǎo)航處理模塊所接收到的數(shù)據(jù)信息；接口單元，用于為導(dǎo)航處理模塊提供與外接設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口。
2.如權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，還包括有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，與導(dǎo)航處理模塊相連接，用于將導(dǎo)航處理模塊所獲得的導(dǎo)航數(shù)據(jù) 通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給虛擬參考站VRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)器控制中心，并將該數(shù)據(jù)服務(wù)器控制 中心輸出的差分改正信息傳回給導(dǎo)航處理模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，所述信號(hào)接收單元包括有GPS 接收機(jī)天線和前置放大器，其中，所述GPS接收機(jī)天線，用于將電磁波形式的GPS衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)化為相同變化規(guī)律的電流 信號(hào)，并傳送給前置放大器；所述前置放大器，用于將電流信號(hào)形式的GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大。
4.如權(quán)利要求3所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，所述前置放大器為低噪聲前置 放大器。
5.如權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，射頻前端包括有基準(zhǔn)頻率振蕩 源、頻率合成器、信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元，其中，所述基準(zhǔn)頻率振蕩源，用于提供時(shí)間和頻率基準(zhǔn)給頻率合成器； 所述頻率合成器，用于根據(jù)基準(zhǔn)頻率振蕩源所提供的時(shí)間和頻率基準(zhǔn)，產(chǎn)生本振頻率 和系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，并將一個(gè)或者多個(gè)本振頻率與射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行混頻，形成中頻衛(wèi) 星導(dǎo)航信號(hào)；所述信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元，用于將中頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行放大并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，形成數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)并傳送給信號(hào)通道。
6.如權(quán)利要求5所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，所述基準(zhǔn)頻率振蕩源為溫度補(bǔ) 償型石英晶體諧振器TCXO。
7.如權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，所述信號(hào)通道通過(guò)偽噪聲碼 跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路來(lái)剝離數(shù)字衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中的載波和偽噪聲碼，還原出原始數(shù)據(jù) 碼，最終提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，所述信號(hào)通道為 相關(guān)型信號(hào)通道。
9.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)航處理模 塊為ARM微處理器。
10.如權(quán)利要求2所述的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，其特征在于，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元為采用通用分組無(wú)線服務(wù)GPRS方式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸單元 。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，包括有信號(hào)接收單元、射頻前端、信號(hào)通道、導(dǎo)航處理模塊、存儲(chǔ)單元、接口單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型公開(kāi)的一種具有差分測(cè)速功能的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)，可以在高動(dòng)態(tài)的環(huán)境下接收GPS信號(hào)，并通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)差分測(cè)速，在航天飛行器的精密定軌和精確定姿方面具有廣闊的應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
文檔編號(hào)G01S19/24GK201555952SQ20092025102
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者何宏, 劉皓, 張寶峰, 李麗 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)