專利名稱：基于北斗一號廣播信道的廣域差分衛(wèi)星定位終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于北斗一號廣播信道的廣域差分衛(wèi)星定位終端。
背景技術(shù)：
差分GPS技術(shù)，主要是為了提高GPS定位精度，主要包括局域差分和廣域差分。局 域差分GPS原理是將基準(zhǔn)站所觀測的每一顆GPS衛(wèi)星的偽距誤差按比例改正的信息通過數(shù) 據(jù)通信鏈傳輸至鄰近的用戶站，用戶站利用這一信息對其所觀測的偽距進(jìn)行改正，即可提 高用戶站定位精度。但是當(dāng)基準(zhǔn)站和用戶站的間距增大時，二者誤差的相關(guān)性就會減弱，定 位精度就會迅速降低。因此，在大區(qū)域工作時，LADGPS的站網(wǎng)分布必須具有足夠的密度，才 能保證定位精度。廣域差分GPS技術(shù)的基本思想是對GPS觀測量的誤差源加以區(qū)分，并對每一個誤 差源分別加以“模型化”，然后將計(jì)算出來的每一個誤差源的誤差修正值(差分改正值)，通 過數(shù)據(jù)通訊鏈傳輸給用戶，對用戶GPS接收機(jī)的觀測值誤差加以改正，以達(dá)到削弱這些誤 差源影響，改善用戶GPS定位精度的目的。因此，廣域差分GPS削弱了 LADGPS技術(shù)中對基準(zhǔn)站和用戶站之間時空相關(guān)性的要 求，又保持了 LADGPS的定位精度。因此在WADGPS系統(tǒng)中，只要數(shù)據(jù)通信鏈有足夠能力，基 準(zhǔn)站和用戶站間的距離原則上是沒有限制的。從廣域差分GPS系統(tǒng)來看，必須有三個條件，第一，需要一些基準(zhǔn)站獲得GPS的修 正信息，第二，需要一個主站完成各基準(zhǔn)站的信息的融合，第三，需要一條通信鏈路完成主 站融合的差分修正信息的播發(fā)。而我國的北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了提供北斗導(dǎo)航定位業(yè) 務(wù)外，其系統(tǒng)有若干標(biāo)較站，同時可作為差分基準(zhǔn)站；系統(tǒng)有一個中心站，可作為差分GPS 的主站；系統(tǒng)有地球同步軌道衛(wèi)星，可作為差分信息通信鏈路。我國沒有專門的GPS廣域差 分網(wǎng)絡(luò)，因此，依托北斗系統(tǒng)建立GPS廣域差分網(wǎng)絡(luò)的具有得天獨(dú)厚的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢與技術(shù)優(yōu) 勢。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有衛(wèi)星定位存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種體積小、定位 精度高、可靠的基于北斗一號廣播信道的廣域差分衛(wèi)星定位終端。本實(shí)用新型是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的它包括低噪聲放大器、北斗接收電路、功率放 大器、北斗發(fā)射電路、北斗頻信號處理模塊、智能卡、GPS低噪聲放大器、GPS接收電路、GPS 信號處理模塊、差分信息處理模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、顯示模塊，所述低噪聲放大器的輸入端 接天線，低噪聲放大器的輸出端接北斗接收電路的輸入端，北斗接收電路的輸入端與北斗 信號處理模塊相連；所述功率放大器的輸出端接天線，功率放大器的輸入端接北斗發(fā)射電 路的輸出端，北斗發(fā)射電路的輸入端與北斗信號處理模塊相連；所述的GPS低噪聲放大器 的輸入端接天線，GPS低噪聲放大器的輸出端接GPS接收電路，GPS接收電路的輸出端接GPS 信號處理模塊，GPS信號處理模塊與差分信息處理模塊相連，差分信息處理模塊與北斗信號處理模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)接口模塊相連。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于1)終端運(yùn)行穩(wěn)定可靠、定位精度高。2)在動態(tài)環(huán)境下，定位精度明顯高于單獨(dú)的GPS模塊。3)實(shí)現(xiàn)了基于北斗廣播的GPS差分信息的利用，為高精度高可靠性GPS用戶提供 了一條低成本的途徑。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型中的廣域差分算法原理圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型包括天線、低噪聲放大器、功率放大器、北斗接收電路、北 斗發(fā)射電路、北斗信號處理模塊、智能卡、差分信息處理模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、GPS低噪放、 GPS接收電路、GPS信號處理模塊、電源模塊、顯示模塊、外設(shè)模塊。低噪聲放大器主要完成 北斗射頻信號的信號放大同時濾出帶外噪聲；功率放大器主要實(shí)現(xiàn)北斗發(fā)射信號的功率放 大；北斗接收電路主要實(shí)現(xiàn)北斗接收射頻信號的下變頻，變成中頻模擬信號；北斗發(fā)射電 路主要實(shí)現(xiàn)北斗中頻信號的上變頻，由中頻模擬信號變成射頻模擬信號；北斗信號處理模 塊主要完成接收通路的北斗中頻模擬信號的A/D變換，數(shù)字下變頻、擴(kuò)頻碼捕獲、擴(kuò)頻碼精 跟、解擴(kuò)頻、載波恢復(fù)、解調(diào)、維特比譯碼，發(fā)射通路的卷積編碼、擴(kuò)頻、數(shù)字上變頻功能；智 能卡實(shí)現(xiàn)北斗系統(tǒng)用戶接收機(jī)特征信息，加解密信息的存儲，為北斗信號處理模塊工作提 供相關(guān)參數(shù)；差分信息處理模塊完成GPS原始信息的拆分和分類，完成差分改正運(yùn)算，濾波 算法與用戶位置解算實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)接口模塊完成將需要的信息按照一定協(xié)議輸出；GPS低噪 放完成GPS射頻信號的信號放大同時濾出帶外噪聲；GPS接收電路主要實(shí)現(xiàn)GPS接收射頻 信號的下變頻，變成中頻模擬信號；GPS信號處理模塊完成接收通路的GPS中頻模擬信號的 A/D變換，數(shù)字下變頻、擴(kuò)頻碼捕獲、擴(kuò)頻碼精跟、解擴(kuò)頻、載波恢復(fù)、解調(diào)、信道譯碼；電源 模塊實(shí)現(xiàn)所有電路、模塊工作所需的供電；顯示模塊完成接收機(jī)輸出信息的顯示；外設(shè)模 塊通常為個人電腦或PDA，通過控制軟件實(shí)現(xiàn)對接收機(jī)的操作與控制。信號具體流程是北斗衛(wèi)星信號經(jīng)過低噪聲放大器，北斗接收電路完成下變頻從 射頻進(jìn)入中頻，進(jìn)入北斗信號處理模塊完成北斗信號的解調(diào)解擴(kuò)和信道譯碼形成北斗信息 數(shù)據(jù)，GPS衛(wèi)星信號經(jīng)過GPS低躁放，GPS接收電路完成下變頻從射頻進(jìn)入中頻，GPS信號 處理模塊完成GPS信號的解調(diào)解擴(kuò)和信道譯碼形成GPS信息數(shù)據(jù)，GPS和北斗信息數(shù)據(jù)在 差分信息處理模塊中完成GPS偽距修正和位置解算；通過顯示模塊完成信息顯示，通過外 設(shè)模塊和數(shù)據(jù)接口模塊完成信息設(shè)置與處理。當(dāng)需要位置信息傳送和北斗定位時，在差分 信息處理模塊中將發(fā)送信息按北斗格式打包，在北斗信息處理模塊完成擴(kuò)頻，在北斗發(fā)射 電路完成調(diào)制，進(jìn)入功放和天線將信號發(fā)送出去。參見圖2，本實(shí)用新型中的廣域差分算法原理圖。1、選星。選擇最佳可用的GPS衛(wèi)星，可用衛(wèi)星要大于或等于4顆。2、計(jì)算衛(wèi)星位置。根據(jù)GPS衛(wèi)星的星歷計(jì)算出衛(wèi)星位置、修正衛(wèi)星鐘差。[0021]3、計(jì)算修正值。利用北斗廣播的差分信息獲取相應(yīng)的GPS差分修正信息，計(jì)算出 修正值。修正信息主要有星鐘改正(包括星鐘快變改正和星鐘慢變改正)、電離層延遲改 正、對流層延遲改正和衛(wèi)星星歷改正。其中，星歷改正用來修正衛(wèi)星位置，其余改正信息值 用來修正偽距值。4、差分修正根據(jù)計(jì)算出的修正值修正衛(wèi)星位置和偽距。5、計(jì)算用戶位置根據(jù)計(jì)算好的參數(shù)值和聯(lián)立方程，利用卡爾曼濾波算法計(jì)算出用戶位置。
權(quán)利要求一種基于北斗一號廣播信道的廣域差分衛(wèi)星定位終端，其特征在于包括低噪聲放大器、北斗接收電路、功率放大器、北斗發(fā)射電路、北斗頻信號處理模塊、智能卡、GPS低噪聲放大器、GPS接收電路、GPS信號處理模塊、差分信息處理模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、顯示模塊，所述低噪聲放大器的輸入端接天線，低噪聲放大器的輸出端接北斗接收電路的輸入端，北斗接收電路的輸入端與北斗信號處理模塊相連；所述功率放大器的輸出端接天線，功率放大器的輸入端接北斗發(fā)射電路的輸出端，北斗發(fā)射電路的輸入端與北斗信號處理模塊相連；所述的GPS低噪聲放大器的輸入端接天線，GPS低噪聲放大器的輸出端接GPS接收電路，GPS接收電路的輸出端接GPS信號處理模塊，GPS信號處理模塊與差分信息處理模塊相連，差分信息處理模塊與北斗信號處理模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)接口模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于北斗一號廣播信道的廣域差分衛(wèi)星定位終端。它包括低噪聲放大器、北斗接收電路、功率放大器、北斗發(fā)射電路、北斗信號處理模塊、智能卡、GPS低噪聲放大器、GPS接收電路、GPS信號處理模塊、差分信息處理模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、顯示模塊。北斗衛(wèi)星信號經(jīng)過低躁放，接收射頻電路完成下變頻進(jìn)入中頻，進(jìn)入北斗信號處理模塊完成北斗信號的解調(diào)解擴(kuò)和信道譯碼形成北斗信息數(shù)據(jù)，GPS信號處理模塊完成GPS信號的解調(diào)解擴(kuò)和信道譯碼形成GPS信息數(shù)據(jù)，根據(jù)北斗信息數(shù)據(jù)和GPS信息數(shù)據(jù)來計(jì)算用戶位置。本實(shí)用新型可為測繪部門和需要定位精度和可靠高的場合提供應(yīng)用。
文檔編號H04B7/185GK201662618SQ20092031472
公開日2010年12月1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