一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號處理系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號處理系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigat1n Satellite System, GNSS)是標(biāo)準(zhǔn)的提供全球范圍內(nèi)自主地理空間定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的通用名稱。GNSS允許小型的電子接收設(shè)備在沿著視線的范圍內(nèi)，通過定期接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電波信號，來測量其所處的位置(包括經(jīng)度、瑋度和海拔)、速度和時間。
[0003]迄今為止，美國導(dǎo)航星(NAVSTAR)全球定位系統(tǒng)(GPS)是唯一得到全面應(yīng)用的GNSS。俄羅斯的格洛納斯(GL0NASS)導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)前處在預(yù)計(jì)于2010年全面應(yīng)用的修復(fù)過程中。歐盟伽利略定位系統(tǒng)(Galileoposit1ning system)還處在初期部署階段。中國已經(jīng)計(jì)劃并正在建立的北斗系統(tǒng)，準(zhǔn)備利用30顆中地軌道衛(wèi)星和5顆地球同步軌道衛(wèi)星。
[0004]由天線接收到的GNSS信號將進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為中頻(IF)信號，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化處理。由射頻(RF)集成電路(1C)輸出的信號為1-4比特(bit)，傳輸至基帶1C，基帶1C通過相關(guān)檢測出射頻1C的輸出信號。采用本地產(chǎn)生的衛(wèi)星復(fù)制碼乘以接收信號，然后對結(jié)果進(jìn)行積分得到相關(guān)信號的峰值。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，由于最大通道數(shù)受物理限制，也即接收機(jī)基帶內(nèi)部配置多少個物理通道，最多就只能處理多少顆衛(wèi)星的信號。對于多系統(tǒng)多頻率的接收機(jī)，就需要為每一個衛(wèi)星系統(tǒng)的每一個頻率單獨(dú)配置一個RF前端模塊和一組通道。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，多系統(tǒng)融合是必然的發(fā)展趨勢之一，如果簡單地以現(xiàn)有技術(shù)的融合方式擴(kuò)大接收機(jī)基帶內(nèi)部的物理通道數(shù)量，來適應(yīng)多個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)融合的需要，則必然會導(dǎo)致接收機(jī)規(guī)模越來越大，設(shè)備成本顯著提高。
[0006]有鑒于此，有必要提出一種低成本的適用于多系統(tǒng)的基帶信號處理系統(tǒng)及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號處理系統(tǒng)，包括多通道預(yù)處理模塊、多通道數(shù)據(jù)緩存模塊、碼生成/外部接口模塊、捕獲通道、跟蹤通道和控制模塊；
[0009]所述控制模塊，其用于存儲多通道預(yù)處理模塊、多通道數(shù)據(jù)緩存模塊、碼生成/外部接口模塊、捕獲通道和跟蹤通道的配置參數(shù)，還用于根據(jù)捕獲通道和跟蹤通道獲取的信號對各模塊相應(yīng)的配置參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；
[0010]所述多通道預(yù)處理模塊，其用于接收輸入信號，根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)對輸入信號進(jìn)行預(yù)處理，并將處理后的輸入信號傳給多通道數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0011]所述多通道數(shù)據(jù)緩存模塊，其用于根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)形成容量為單個或者多個的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，并將按照相應(yīng)的容量將處理后的輸入信號存入數(shù)據(jù)緩存區(qū)，不同的緩存區(qū)可以存放相同頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)或者存放不同頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)；
[0012]所述碼生成/外部接口模塊，其用于根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)生成偽隨機(jī)碼并提供給捕獲通道和跟蹤通道；
[0013]所述捕獲通道，其用于根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)形成多個等效的邏輯通道，利用不同的偽隨機(jī)碼，對多通道數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)的信號進(jìn)行捕獲，并將捕獲到的信號傳給控制豐吳塊；
[0014]所述跟蹤通道，其用于根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)形成多個等效的邏輯通道，利用不同的偽隨機(jī)碼，對多通道數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)的信號進(jìn)行跟蹤，并將捕獲到的信號傳給控制豐旲塊。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過控制模塊按照實(shí)時數(shù)據(jù)和情況對各模塊的配置參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，靈活并合理的配置硬件資源，用盡量小的硬件資源，達(dá)到最優(yōu)的性能結(jié)果。本發(fā)明只用一路硬件邏輯，就可以實(shí)現(xiàn)同時接收多路不同系統(tǒng)不同頻點(diǎn)的中頻信號；只用幾路來實(shí)現(xiàn)幾十路的等效邏輯通道，就可以同時跟蹤不同系統(tǒng)不同頻點(diǎn)的衛(wèi)星；只用幾百個物理相關(guān)器數(shù)量來實(shí)現(xiàn)幾百萬的等效相關(guān)器數(shù)量，提高衛(wèi)星捕獲速度；通過軟件的靈活配置，實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)不同頻點(diǎn)間的切換，達(dá)到分時復(fù)用固定量的硬件邏輯，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)多頻點(diǎn)的衛(wèi)星信號捕獲跟蹤。
[0016]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0017]進(jìn)一步的，所述多通道預(yù)處理模塊可接收單路或多路的輸入信號，支持窄帶及寬帶信號的輸入。
[0018]進(jìn)一步的，所述多通道預(yù)處理模塊包括格式轉(zhuǎn)換單元、位寬調(diào)整單元、降采樣單元和濾波單元；
[0019]所述格式轉(zhuǎn)換單元，其用于按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)格式轉(zhuǎn)換的目標(biāo)格式后，將輸入信號的格式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)格式；
[0020]所述位寬調(diào)整單元，其用于按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)位寬調(diào)整的目標(biāo)位寬后，將輸入信號的位寬調(diào)整為目標(biāo)位寬；
[0021]所述降采樣單元，其用于按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)降采樣的目標(biāo)頻率后，對輸入信號處理進(jìn)行降采樣處理；
[0022]所述濾波單元，其用于按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)濾波器的參數(shù)后，對輸入信號進(jìn)行濾波處理。
[0023]進(jìn)一步的，所述碼生成/外部接口模塊包括三種模式，分別為本地生成偽隨機(jī)碼模式、預(yù)存?zhèn)坞S機(jī)碼模式和通過外部接口實(shí)時的輸入偽隨機(jī)碼模式。
[0024]進(jìn)一步的，所述多通道預(yù)處理模塊、多通道數(shù)據(jù)緩存模塊、捕獲模塊、跟蹤模塊和碼生成/外部接口模塊在控制模塊中均有獨(dú)立的寄存器配置區(qū)，，用來存儲各個模塊的配置參數(shù)，每個模塊運(yùn)行前，從相應(yīng)的寄存器中讀取當(dāng)前模塊運(yùn)行的配置參數(shù)。
[0025]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:本發(fā)明可以同時支持單路及多路、窄帶及寬帶射頻輸入，控制模塊的寄存器中預(yù)設(shè)了幾種常用模式的參數(shù)，若判斷符合常用模式，各模塊可直接讀取寄存器中相關(guān)參數(shù)配置，效率更高。
[0026]一種利用上述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號處理系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號處理的方法，包括以下步驟:
[0027](1)所述控制模塊存儲多通道預(yù)處理模塊、多通道數(shù)據(jù)緩存模塊、碼生成/外部接口模塊、捕獲通道和跟蹤通道的配置參數(shù)，并根據(jù)捕獲通道和跟蹤通道獲取的信號對各模塊相應(yīng)的配置參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；
[0028](2)所述多通道預(yù)處理模塊接收輸入信號，根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)對輸入信號進(jìn)行預(yù)處理，并將處理后的輸入信號傳給多通道數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0029](3)所述多通道數(shù)據(jù)緩存模塊根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)形成容量為單個或者多個的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，并將按照相應(yīng)的容量將處理后的輸入信號存入數(shù)據(jù)緩存區(qū)，不同的緩存區(qū)可以存放相同頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)或者存放不同頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)；
[0030](4)所述碼生成/外部接口模塊根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)生成偽隨機(jī)碼并提供給捕獲通道和跟蹤通道；
[0031](5)所述捕獲通道根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，形成多個等效的邏輯通道，利用不同的偽隨機(jī)碼，對多通道數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)的信號進(jìn)行捕獲，并將捕獲到的信號傳給控制模塊；
[0032](6)所述跟蹤通道根據(jù)控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，形成多個等效的邏輯通道，利用不同的偽隨機(jī)碼，對多通道數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)的信號進(jìn)行跟蹤，并將捕獲到的信號傳給控制模塊。
[0033]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的多通道預(yù)處理模塊可接收單路或多路的輸入信號，支持窄帶及寬帶信號的輸入。
[0034]進(jìn)一步的，所述進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號處理的方法，其特征在于，所述步驟
(3)中的多通道預(yù)處理模塊對輸入信號進(jìn)行處理，具體包括對輸入信號進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、位寬調(diào)整、降采樣和濾波；
[0035]所述格式轉(zhuǎn)換是指按照控制模塊內(nèi)的參數(shù)配置，確認(rèn)格式轉(zhuǎn)換的目標(biāo)格式后，將輸入信號的格式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)格式；
[0036]所述位寬調(diào)整是指按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)位寬調(diào)整的目標(biāo)位寬后，將輸入信號的位寬調(diào)整為目標(biāo)位寬；
[0037]所述降采樣是指按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)降采樣的目標(biāo)頻率后，對輸入信號處理進(jìn)行降采樣處理；
[0038]所述濾波是指按照控制模塊內(nèi)的配置參數(shù)，確認(rèn)濾波器的參數(shù)后，對輸入信號進(jìn)行濾波處理。
[0039]進(jìn)一步的，