CN201540463U - 北斗一号无源定位授时终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种北斗一号无源定位授时终端。它包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块。本实用新型通过接收北斗一号卫星信号，对广播电文进行解码以得到卫星位置、速度等信息，而后结合用户位置，测量信号传播时延，得到所需的精确稳定的秒脉冲，实现本地时间与北斗时间的同步。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种北斗一号无源定位授时终端。
背景技术
精密定时在以通信、电力、控制等工业领域和国防领域有着广泛和重要的应用。目前，在这些领域应用的定时手段主要是利用美国的全球导航定位***，即GPS完成定时功能，具体指GPS接收机通过某种方式获得本地时间与UTC标准时间的钟差，然后调整本地时钟使时差控制在一定的精度范围内。
但是利用GPS卫星导航***完成授时存在以下问题：
1、由于GPS***受控于美国国防部，这种方法自主性差，带来一些不稳定因素，例如故意降低GPS服务精度，关闭信号，增加随机码，发送无线电干扰等。
2、美国政府对GPS***有“局部屏蔽技术”，在战争或其他特殊时期，例如发生自然灾害时，美国政府有可能关闭对我国的GPS服务。
3、在技术上，第一，GPS接收机提供的时间信号长期稳定性好，但短期稳定度差，第二，GPS信号抗干扰能力差，第三，在卫星试验或调试中，GPS时钟可能跳变。
发明内容
为了解决现在GPS卫星导航***授时存在的上述技术问题，本实用新型提供一种体积小、授时精度高、可靠的北斗一号无源授时终端。
本实用新型是采用下述方案实现的：包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块，所述A/D模数转换器与数字下变频器相连，数字下变频器分别与I路相关器、Q路相关器相连，I路PN码生成器分别与I路相关器、时差信息提取模块相连，I路相关器的输出分别接I路解调器、载波恢复模块，载波恢复模块的输出接数字下变频器，时差信息提取模块的输出接时差测量模块，Q路相关器分别与Q路PN码生成器、Q路解调器相连，I路解调器和Q路解调器的输出接导航电文生成模块，时延修正模块的输出接秒脉冲形成器。
上述的北斗一号无源定位授时终端中，所述秒脉冲形成器包括秒脉冲产生计数器、晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路，秒脉冲产生计数器分别与晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路、帧同步信号相连，计数器的输入接修正值信号写入，计数器的输出接秒脉冲产生时间修正值电路。
本实用新型由于采用上述技术方案，它具备下述优点：
1)终端运行稳定可靠、秒脉冲精度高。
2)在卫星信号短暂失锁的情况下，继续保持稳定，高精度的秒脉冲输出。
3)在没有外部坐标输入的情况下，可以将北斗的无源定位软件模块融入到授时功能当中，实现无源授时。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中秒脉冲形成器的结构图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块。A/D模数转换器主要功能是将来自模拟射频模块的12.24M的中频信号经滤波放大后，采样量化变换为8bit的数字信号送至数字下变频器中；数字下变频器主要功能是在数字中频域将信号分成I、Q支路；I路相关器实现I支路信号的相关运算，I路PN码产生器产生I路扩频码，两者共同完成I路的解扩功能；Q路相关器实现Q支路信号的相关运算，Q路PN码产生器产生Q路扩频码，两者共同完成Q路的解扩功能；I路解调器完成I路信号的解调，Q路解调器完成Q路信号的解调；时差信息提取模块完成卫星波束到达时间差关键参数的形成；载波恢复模块完成载波信号的产生，并通过锁相环路实现本地产生的载波与接收载波的频率与相位同步；时差测量模块实现利用有关时差参数和相关算法进行时差测量；导航电文生成模块根据获得的北斗分帧数据进行导航电文的提取与生成；时延修正模块实现对秒脉冲形成器的计数器初始值进行动态修正；秒脉冲形成器产生1pps秒脉冲。
信息处理流程为：来自信道模块的12.24M的中频信号经滤波放大后，由A/D变换为8bit的数字信号送至FPGA中。在FPGA中的DDC中完成信号的数字下变频、并分成I、Q支路，I支路信息通过相关器和I路PN码生成完成I路解扩，送入载波恢复模块完成载波恢复，送入解调模块完成解调，解扩信号接入时差信息提取完成，并在DSP中完成时差测量，Q支路信息通过相关器和Q路PN码生成完成Q路解扩，送入解调模块完成解调，I、Q两路信号合并输入到导航电文生成模块完成导航电文生成，秒脉冲形成产生秒脉冲输出，DSP中秒脉冲计数器时延休整对秒脉冲形成进行修正。
参见图2，所述秒脉冲形成器包括秒脉冲产生计数器、晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路，秒脉冲产生计数器分别与晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路、帧同步信号相连，计数器的输入接修正值信号写入，计数器的输出接秒脉冲产生时间修正值电路。晶振产生时钟信号，当修正值信号写入信号来到，置秒脉冲产生时间修正值电路为1，启动计数器；若计数器值大于32ms，置秒脉冲产生时间修正值电路为0；帧同步脉冲上升沿到来，检测秒脉冲产生时间修正值电路是否为1，若为1，则将修正值强制植入秒脉冲产生计数器；若秒脉冲产生时间修正值电路为0，则秒脉冲产生计数器在晶振驱动下，继续计数。如果第n-1帧丢失，第′帧如期到达，此时修正数据存在时间超过31.25ms，则判为无效，由计数器自动运行，获取秒脉冲，由此避免了漏脉冲；如果第′帧丢失，第n+1帧到达时，第′帧产生的修正数据已经失效，此时不对计数器进行修正，由此避免了多脉冲的现象。
Claims (2)
1.一种北斗一号无源定位授时终端，其特征在于：包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块，所述A/D模数转换器与数字下变频器相连，数字下变频器分别与I路相关器、Q路相关器相连，I路PN码生成器分别与I路相关器、时差信息提取模块相连，I路相关器的输出分别接I路解调器、载波恢复模块，载波恢复模块的输出接数字下变频器，时差信息提取模块的输出接时差测量模块，Q路相关器分别与Q路PN码生成器、Q路解调器相连，I路解调器和Q路解调器的输出接导航电文生成模块，时延修正模块的输出接秒脉冲形成器。
2.根据权利要求1所述的北斗一号无源定位授时终端，其特征在于：所述秒脉冲形成器包括秒脉冲产生计数器、晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路，秒脉冲产生计数器分别与晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路、帧同步信号相连，计数器的输入接修正值信号写入，计数器的输出接秒脉冲产生时间修正值电路。
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| CN102033489A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-04-27 | 成都天奥电子股份有限公司 | 多功能北斗二代卫星授时手表及其实现方法 |
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2009
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