一種提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及GNSS衛(wèi)星導航信號捕獲和跟蹤，具體是指一種提尚衛(wèi)星偽距精度的電路結構。
【背景技術】
[0002]全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)是一種利用繞地球軌道運行的一組衛(wèi)星向接收機提供信號的導航系統(tǒng)，接收機根據這些信號估計其相對于地球的位置。此類衛(wèi)星系統(tǒng)包括由美國部署和維護的GPS系統(tǒng)、由蘇聯部署并由俄羅斯聯邦維護的GL0NASS系統(tǒng)、目前正由歐洲聯盟部署的GALILEO系統(tǒng)以及中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)等。
[0003]導航衛(wèi)星在任一頻點上通常同時發(fā)射同相I支路和正交Q支路兩種合成信號。I支路通常加載C碼民用信號，Q支路通常加載P碼軍用信號。C碼信號碼長短，周期短，碼寬長，接收機捕獲C碼速度快，但偽距精度較差；P碼信號碼長長，周期長，碼寬短，捕獲困難，偽距精度高。P碼的碼長短的有I秒或更短，長得有7天或更久，越長的碼長導致直捕越困難。而P碼的周期通常為C碼的十分之一，較短的碼寬可以極大地提高測量精度，因而接收機都先搜索、捕獲C碼信號，然后從C碼信號中獲取時間信息，并以此計算出當前P碼的碼相位，快速捕獲P碼信號并實現跟蹤，從而利用P碼高偽距精度提高測量精度。
[0004]對于GL0NASS信號而言，C碼碼長為511碼片，碼速率為0.511Mcps，P碼碼長為5110000個碼片，碼速率為5.llMcps，是C碼速率的10倍，而碼寬為C碼的十分之一。與C碼測量精度相比，GNSS接收機通常能更精確地測量P碼相位，而這與P碼相對較短的碼寬和較長的周期有直接關系。
[0005]目前，常見的衛(wèi)星信號電路結構和方法僅僅針對C碼進行，如圖1所示。但是在一些對偽距精度有更高要求、需要精密定位的領域而言，采用C碼與P碼同時跟蹤，獲取更高偽距精度的方案應運而生，如圖2所示。不過，雖然該方案的產生提高了偽距的精度，但也帶來了電路結構復雜、占據空間大、功耗大的問題。如何提供一種定位精度高且結構簡單的信號電路結構，是一個亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的就是克服上述現有技術的缺點，提供一種可同時跟蹤C碼和P碼信號且結構簡單的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構包括混頻器、載波NC0、碼NCO、C碼發(fā)生器、第一移位寄存器、P碼發(fā)生器、第二移位寄存器、切換電路、I支路相關器、Q支路相關器、積分和清零模塊以及處理器；所述的處理器分別與所述的積分和清零模塊、載波NCO以及碼NCO相連接；所述的載波NCO與混頻器相連接；所述的積分和清零模塊分別與所述的I支路相關器以及Q支路相關器連接；所述的載波NC0、碼NCO分別與系統(tǒng)的時鐘信號相連接；所述的C碼發(fā)生器分別與所述的第一移位寄存器以及所述的碼NCO相連接；所述的P碼發(fā)生器分別與所述的第二移位寄存器以及所述的碼NCO相連接；還包括切換電路，所述的處理器與C碼及P碼之間的切換電路相連接，用以控制C碼信號和P碼信號的切換；c碼相應于衛(wèi)星信號的民碼信號或I支路信號，P碼相應于衛(wèi)星信號的軍碼信號或Q支路信號，或者所述的I支路信號與所述的Q支路信號均為民碼信號，或者所述的I支路信號與所述的Q支路信號均為軍碼信號。
[0008]進一步地，所述的電路結構可用于GNSS導航衛(wèi)星的I支路信號和Q支路信號的同時接收，所述的GNSS導航衛(wèi)星為格洛納斯衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、伽利略衛(wèi)星或者GPS衛(wèi)星。
[0009]采用了本實用新型的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構，在傳統(tǒng)C碼捕獲的接收機通道中，增加了 P碼設計，在完成C碼捕獲和跟蹤后，通過時間信息啟動P碼，實現了 C碼和P碼的同時跟蹤。不但提高了偽距精度，彌補現有技術中民碼(C碼)精確度不高的缺陷，且結構簡單，捕獲速度快。
【附圖說明】
[0010]圖1為現有技術中的C碼跟蹤電路結構的結構示意圖。
[0011]圖2為現有技術的C碼與P碼同時跟蹤的電路結構示意圖
[0012]圖3為本實用新型提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了能夠更清楚地描述本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。
[0014]請參閱圖3所示，為本實用新型的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構示意圖。本實用新型的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構，除了包括混頻器、載波NC0、碼NC0、C碼發(fā)生器、第一移位寄存器、P碼發(fā)生器、第二移位寄存器、切換電路、I支路相關器、Q支路相關器、積分和清零模塊以及處理器；所述的處理器分別與所述的積分和清零模塊、載波NCO以及碼NCO相連接；所述的載波NCO與混頻器相連接；所述的積分和清零模塊分別與所述的I支路相關器以及Q支路相關器連接；所述的載波NC0、碼NCO分別與系統(tǒng)的時鐘信號相連接；所述的C碼發(fā)生器分別與所述的第一移位寄存器以及所述的碼NCO相連接；所述的P碼發(fā)生器分別與所述的第二移位寄存器以及所述的碼NCO相連接；還包括切換電路，所述的處理器與C碼及P碼之間的切換電路相連接，用以控制C碼信號和P碼信號的切換。C碼相應于衛(wèi)星信號的民碼信號或I支路信號，P碼相應于衛(wèi)星信號的軍碼信號或Q支路信號。
[0015]積分和清零模塊的第一至第四輸入端與I2信號相連接，積分和清零模塊的第五至第八輸入端與Q2信號相連接，第一至第四輸入端輸入的I2信號與第一移位寄存器或第二移位寄存器輸出的超前信號相乘，第五至第八輸入端輸入的92信號與第一移位寄存器或第二移位寄存器輸出的超前信號相乘，相乘后的信號經積分清零單元輸出至處理器。
[0016]與圖2相比，本實用新型的C碼發(fā)生器與P碼發(fā)生器共用載波環(huán)路，電路簡潔，節(jié)省了一個混頻器、一個載波NC0、一個碼NC0、四個積分和清零模塊，兩個I支路相關器和兩個Q支路相關器，不但結構簡單而且節(jié)約資源，降低了成本及功耗。
[0017]其中，C碼及P碼切換電路控制C碼和P碼信號的切換。
[0018]具體包括以下步驟:
[0019](I)接收機完成C碼捕獲與跟蹤；
[0020](2)根據C碼信號獲取衛(wèi)星時間信息；
[0021](3)利用時間信息和C碼、P碼的時序關系控制P碼啟動；
[0022](4)切換至P碼并進行P碼跟蹤，同時D支路實現對C碼跟蹤。
[0023]即接收機完成C碼捕獲與跟蹤，獲得相應衛(wèi)星時間信息，然后，利用時間信息啟動P碼，完成C碼和P碼之間的信號切換，最后利用P碼進行跟蹤。
[0024]在一種優(yōu)選的實施方式中，本實用新型的電路結構可用于GNSS導航衛(wèi)星等的I支路信號和Q支路信號的同時接收，所述的GNSS導航衛(wèi)星為格洛納斯衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、伽利略衛(wèi)星或者GPS衛(wèi)星。
[0025]對于北斗衛(wèi)星而言，BI和B2的I支路為C碼信號，碼長為1ms，2046個碼片，速率為2.046Mcps，而Q支路為P碼信號，速率10.23Mcps ;對于GPS衛(wèi)星信號而言，LI通道上的I支路信號，碼長為1013個碼片，速率為1.023Mcps，而Q支路上的速率為10.23Mcps，因此，本實用新型的電路結構可用于同時接收GL0NASS衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、伽利略衛(wèi)星以及GPS衛(wèi)星等的I支路和Q支路相似信號。
[0026]該實用新型的高精度衛(wèi)星信號電路結構在傳統(tǒng)C碼捕獲的接收機設計中，增加了P碼部分，可同時跟蹤C碼和P碼信號，提高了偽距精度，彌補現有技術中民碼(C碼)的精度不高的缺陷，且結構簡單，節(jié)約了資源，降低了成本及功耗。
[0027]作為一種變形，本實用新型的信號電路結構，可同時跟蹤C碼和P碼信號，可只跟蹤C碼信號，也可同時跟蹤I支路和Q支路同為民碼的兩路信號。
[0028]上述實施例為本專利較佳的實施例，并非用來限制本實用新型的實施范圍，本領域的技術人員在未脫離本實用新型原理的前提下，所作的改進、變化、組合、替代等，均屬于本實用新型權利要求所要求保護的范圍之內。
[0029]在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以做出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
【主權項】
1.一種提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構，包括混頻器、載波NCO、碼NCO、C碼發(fā)生器、第一移位寄存器、P碼發(fā)生器、第二移位寄存器、切換電路、I支路相關器、Q支路相關器、積分和清零模塊以及處理器；所述的處理器分別與所述的積分和清零模塊、載波NCO以及碼NCO相連接；所述的載波NCO與混頻器相連接；所述的積分和清零模塊分別與所述的I支路相關器以及Q支路相關器連接；所述的載波NC0、碼NCO分別與系統(tǒng)的時鐘信號相連接；所述的C碼發(fā)生器分別與所述的第一移位寄存器以及所述的碼NCO相連接；所述的P碼發(fā)生器分別與所述的第二移位寄存器以及所述的碼NCO相連接；其特征在于:還包括切換電路，所述的處理器與C碼及P碼之間的切換電路相連接，用以控制C碼信號和P碼信號的切換；C碼相應于衛(wèi)星信號的民碼信號或I支路信號，P碼相應于衛(wèi)星信號的軍碼信號或Q支路信號，或者所述的I支路信號與所述的Q支路信號均為民碼信號，或者所述的I支路信號與所述的Q支路信號均為軍碼信號。2.根據權利要求1所述的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構，其特征在于:所述的電路結構可用于GNSS導航衛(wèi)星的I支路信號和Q支路信號的同時接收，所述的GNSS導航衛(wèi)星為格洛納斯衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、伽利略衛(wèi)星或者GPS衛(wèi)星。
【專利摘要】本實用新型涉及一種提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構，該電路結構包括混頻器、載波NCO、碼NCO、C碼發(fā)生器、第一移位寄存器、P碼發(fā)生器、第二移位寄存器、切換電路、I支路相關器、Q支路相關器、積分和清零模塊以及處理器；積分和清零模塊分別與處理器及I支路相關器和Q支路相關器相連接，通過切換電路實現C碼和P碼之間的切換。采用該種結構的提高衛(wèi)星偽距精度的電路結構，可同時進行C碼和P碼信號跟蹤，在完成C碼捕獲跟蹤后根據時間信息控制P碼啟動并切換至P碼跟蹤。該種電路結構，不但擁有C碼捕獲速度和P碼的高偽距精度，且電路結構簡單，資源使用少，降低了成本及功耗。
【IPC分類】G01S19/30
【公開號】CN204807705
【申請?zhí)枴緾N201520530690
【發(fā)明人】張維, 宋陽, 郗雷, 翟傳潤, 孫國良, 劉曉娟, 鄭志鵬, 段亞龍
【申請人】上海司南衛(wèi)星導航技術股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月21日