CN105319564A - 一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法，包括以下步骤：通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号；将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的五路信号与未混频的三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理；将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理。本发明提供的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，能同时接收处理GPS、GLONASS和BD的共八个频点的卫星信号，节省了功耗，缩减了硬件尺寸和成本。

Description

一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法。
背景技术
随着我国的北斗卫星导航***组网建设，北斗导航卫星***在2012年正式提供区域服务。北斗导航卫星***可与美国GPS(globalpositionsystem)、俄罗斯GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem)和欧盟伽利略***等世界其他卫星导航***兼容共用，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。
但是目前大多数具有卫星导航接收机基带部分只能接收处理BD2的B1、GPS的L1与GLONASS的L1中一个或者几个频点信号的组合，很少能同时接收处理GPSL1/L2/L5、GLONASSL1/L2和BDB1C/B2C/B3C八个频点的卫星信号，导致可用频点个数较少，对于差分定位等需要较多频点的原始观测量类型的场合，差分解算至少需要一个***的两个或者两个以上频点类型信号的原始观测量，这种情况显然已经不能适用于现在的发展。
现有的八频点卫星信号处理方法结构复杂，使用了大量的输入接口、放大器、本振电路和混频电路，使用大量的电路大大的增加了PCB尺寸，不利于卫星定位接收机小型化，而且增加了卫星接收机的功耗，同时还增加了硬件成本，为此导致实现接收八频点卫星信号增加了难度。
发明内容
鉴于目前卫星导航技术领域存在的上述不足，本发明提供一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法，能同时接收处理GPSL1/L2/L5、GLONASSL1/L2和BDB1C/B2C/B3C八个频点的卫星信号，节省了功耗，缩减了硬件尺寸和成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法，所述将卫星信号分为八频点进行处理的方法包括以下步骤：
将天线接收的卫星信号进行放大处理；
通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号；
将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理；
将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理。
依照本发明的一个方面，所述基带信号处理包括：从基带读取相关值后的捕获、牵引、跟踪、同步及解调和观测量提取。
依照本发明的一个方面，所述捕获具体可为：采用基于匹配滤波与FFT的方式对卫星信号进行快速的捕获，以获得大范围不确定度下的码相位与多普勒信息。
依照本发明的一个方面，所述牵引具体可为：若确认捕获成功，则采用码环与锁频环对码相位和载波频率进行动态范围牵引。
依照本发明的一个方面，所述跟踪具体可为：牵引成功后并成功进行相位锁定且频率锁定，则采用合适带宽的码环与锁相环进行码相位和载波频率的跟踪。
依照本发明的一个方面，所述同步及解调具体可为：进行比特同步，解调出电文数据比特流，对GPS卫星与北斗二GEO卫星采用直方图同步，对北斗二MEO/IGSO因有NH码，采用匹配滤波方法同步，从而转为帧同步。
依照本发明的一个方面，所述观测量提取具体可为：同步及解调成功后进行导航电文译码，获取星历、历书信息，从星历历书获得导航定位解算所用的卫星位置、卫星速度信息及参数。
依照本发明的一个方面，所述通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号具体为：放大后的卫星信号经过一级功分与二级功分分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号。
依照本发明的一个方面，所述将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理的具体实施方式可为：通过本振电路分别输出两路载波信号，将两路本振信号功分为5路通过混频器分别与GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频。
依照本发明的一个方面，所述将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换具体可为：将滤波处理后的射频频点信号下变频到适合于基带处理的频率信号，之后进行A\D转换，把下变频后的模拟卫星信号量化为数字信号。
本发明实施的优点：本发明所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号，将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理；最后将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理，所述GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2为低频信号，用低本振电路与其混频得到1550MHz-1611MHz信号，与所述GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号频率平衡，节省了多个混频电路、多个本振电路以及多个输入放大电路，为实现北斗+GPS+GLONASS三***八频点卫星定位接收机大大的降低了难度、节省了功耗、缩减硬件尺寸和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法示意图；
图2为本发明所述的一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法，所述将卫星信号分为八频点进行处理的方法包括以下步骤：
步骤S1：将天线接收的卫星信号进行放大处理；
所述步骤S1将天线接收的卫星信号进行放大处理的具体实施方式可为：模拟卫星导航信号经由天线进入接收机中，然后所述模拟卫星导航信号进入低噪声放大器，放大器对接收到的信号进行放大处理。
在实际应用中，所述天线能接收三***卫星导航信号。
步骤S2：通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号；
所述步骤S2通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号的具体实施方式可为：所述模拟卫星导航信号经步骤S1进行放大后，再经过一级功分与二级功分分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号。
步骤S3：将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理；
所述步骤S3将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理的具体实施方式可为：将经过步骤S2处理后获得的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号通过混频电路进行混频处理，具体是通过本振电路分别输出两路载波信号，将两路本振信号功分为5路通过混频器分别与GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频，然后将混频后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理。
所述混频电路包括两部分，本振电路和混频器。本振电路输出两路载波信号分别为330M和390M；把两路本振信号功分为5路，与GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路卫星信号经混频器混频。混频前后载波信号频率如下表：
频点 混频前 混频后
GPSL5 1176.45MHz 1566.45MHz
GPSL2 1227.6MHz 1557.6MHz
BDB2 1207.14MHz 1597.14MHz
BDB3 1268.52MHz 1598.52MHz
GLNL2 1246±5MHz 1576±5MHz
在实际应用中，为了使基带信号处理部分使用窄相关提高伪距测量值精度，此处滤波器使用较宽的带宽。
步骤S4：将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理；
所述步骤S4将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理的具体实施方式可为：将滤波处理后的8路射频频点信号下变频到适合于基带处理的频率信号，之后进行A\D转换，把下变频后的模拟卫星信号量化为数字信号，然后通过基带信号处理电路进行基带信号处理。
在实际应用中，所述基带信号处理包括：从基带读取相关值后的捕获、牵引、跟踪、同步及解调和观测量提取。
所述捕获具体可为：采用基于匹配滤波与FFT的方式对卫星信号进行快速的捕获，以获得大范围不确定度下的码相位与多普勒信息。
所述牵引具体可为：若确认捕获成功，则采用码环与锁频环对码相位和载波频率进行动态范围牵引。
所述跟踪具体可为：牵引成功后并成功进行相位锁定且频率锁定，则采用合适带宽的码环与锁相环进行码相位和载波频率的跟踪。
所述同步及解调具体可为：进行比特同步，解调出电文数据比特流，对GPS卫星与北斗二GEO卫星采用直方图同步，对北斗二MEO/IGSO因有NH码，采用匹配滤波方法同步，从而转为帧同步。
所述观测量提取具体可为：同步及解调成功后进行导航电文译码，获取星历、历书信息，从星历历书获得导航定位解算所用的卫星位置、卫星速度信息及参数。
本发明实施的优点：本发明所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号，将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理；最后将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理，所述GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2为低频信号，用低本振电路与其混频得到1550MHz-1611MHz信号，与所述GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号频率平衡，节省了多个混频电路、多个本振电路以及多个输入放大电路，为实现北斗+GPS+GLONASS三***八频点卫星定位接收机大大的降低了难度、节省了功耗、缩减硬件尺寸和成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述将卫星信号分为八频点进行处理的方法包括以下步骤：
将天线接收的卫星信号进行放大处理；
通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号；
将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理，并将混频处理后的GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号与未混频的GPSL1、BDB1和GLNL1三路信号共8个频点射频信号进行滤波处理；
将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换后输出给基带部分进行基带信号处理。
2.根据权利要求1所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述基带信号处理包括：从基带读取相关值后的捕获、牵引、跟踪、同步及解调和观测量提取。
3.根据权利要求2所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述捕获具体可为：采用基于匹配滤波与FFT的方式对卫星信号进行快速的捕获，以获得大范围不确定度下的码相位与多普勒信息。
4.根据权利要求3所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述牵引具体可为：若确认捕获成功，则采用码环与锁频环对码相位和载波频率进行动态范围牵引。
5.根据权利要求4所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述跟踪具体可为：牵引成功后并成功进行相位锁定且频率锁定，则采用合适带宽的码环与锁相环进行码相位和载波频率的跟踪。
6.根据权利要求5所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述同步及解调具体可为：进行比特同步，解调出电文数据比特流，对GPS卫星与北斗二GEO卫星采用直方图同步，对北斗二MEO/IGSO因有NH码，采用匹配滤波方法同步，从而转为帧同步。
7.根据权利要求6所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述观测量提取具体可为：同步及解调成功后进行导航电文译码，获取星历、历书信息，从星历历书获得导航定位解算所用的卫星位置、卫星速度信息及参数。
8.根据权利要求1所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述通过功分电路将放大处理后的卫星信号分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号具体为：放大后的卫星信号经过一级功分与二级功分分为GPSL1、GPSL2、GPSL5、BDB1、BDB2、BDB3、GLNL1和GLNL2共八个频点的射频信号。
9.根据权利要求1至8之一所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述将GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频处理的具体实施方式可为：通过本振电路分别输出两路载波信号，将两路本振信号功分为5路通过混频器分别与GPSL2、GPSL5、BDB2、BDB3和GLNL2五路信号进行混频。
10.根据权利要求9所述的将卫星信号分为八频点进行处理的方法，其特征在于，所述将滤波后的8个频点射频信号进行下变频及A\D转换具体可为：将滤波处理后的射频频点信号下变频到适合于基带处理的频率信号，之后进行A\D转换，把下变频后的模拟卫星信号量化为数字信号。
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