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一種北斗衛(wèi)星信號的接收系統(tǒng)和方法

文檔序號:9563589閱讀:2222來源:國知局
一種北斗衛(wèi)星信號的接收系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號的接收系統(tǒng)和方法,特別是涉及一種利用現(xiàn) 有的GPS接收設(shè)備接收北斗衛(wèi)星信號的接收系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們活動空間的擴大,對位置服務(wù)和時間服務(wù)的需求也越來越多。目前可提 供位置服務(wù)和時間服務(wù)的有美國的全球定位系統(tǒng)GPS (Global Positioning System)、俄羅 斯的格洛納斯系統(tǒng) GLONASS (GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)、歐洲的 Galileo 導(dǎo)航 衛(wèi)星系統(tǒng)和中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng);其中比較成熟的是美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS 系統(tǒng),中國的北斗系統(tǒng)目前也初步具備了提供位置服務(wù)和時間服務(wù)的條件。
[0003] 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,位置服務(wù)和時間服務(wù)越來越重要。無論是在位置服務(wù) 還是時間服務(wù)上,美國的GPS全球定位系統(tǒng)均得到了廣泛放的應(yīng)用。因此,目前大多數(shù)的導(dǎo) 航和授時設(shè)備采用的均為美國的GPS全球定位系統(tǒng),雖然美國承諾將永遠(yuǎn)無間斷地提供民 用導(dǎo)航信號,但是一旦出現(xiàn)緊急情況,美國區(qū)域停止導(dǎo)航信號的播發(fā)或者在信號中加入干 擾,其影響將是極其嚴(yán)重的。屆時,采用GPS系統(tǒng)作為主要授時手段的電力系統(tǒng)、金融證券 系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)以及依賴GPS系統(tǒng)位置服務(wù)的各種導(dǎo)航終端,均會發(fā)生因為無法獲得 準(zhǔn)確的信號而工作混亂甚至停止工作,會給國家安全帶來災(zāi)難性的影響。
[0004] 因此,對于后續(xù)建成的北斗系統(tǒng)如何兼容原有GPS接收機就成了當(dāng)務(wù)之急的任 務(wù),全部更換原有GPS設(shè)備成本過于高昂,且隨著設(shè)備的更換,會帶來一定的風(fēng)險。
[0005] 目前,已有導(dǎo)航芯片公司將GPS、GLONASS甚至北斗導(dǎo)航系統(tǒng)集成進一顆芯片內(nèi) 部,完成其GPS、GL0NASS和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)之間的兼容。但是,對于現(xiàn)有的非北斗兼容的GPS 接收設(shè)備如何進行升級以支持北斗衛(wèi)星系統(tǒng),仍然未提供可行的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種北斗衛(wèi)星信號接收系 統(tǒng)和方法,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中GPS接收設(shè)備無法兼容接收北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號的問 題。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng),適用 于GPS接收設(shè)備,包括:北斗衛(wèi)星接收天線、北斗導(dǎo)航定位模塊、PLL時鐘同步模塊、星歷計 算模塊、信號合成模塊和GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊。所述北斗衛(wèi)星接收天線接收北斗衛(wèi)星 信號;所述北斗導(dǎo)航定位模塊的輸入端與北斗衛(wèi)星接收天線連接,用于解算所述北斗衛(wèi)星 信號,并輸出導(dǎo)航定位信息和秒脈沖信息;所述PLL時鐘同步模塊的輸入端與所述北斗導(dǎo) 航定位模塊的輸出端連接,輸出端與所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊的輸入端連接,用于為 所述北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)提供同步時鐘;所述星歷計算模塊的輸出端與所述GPS衛(wèi)星信 號發(fā)生器模塊的輸入端連接;用于根據(jù)所述導(dǎo)航定位信息計算可見GPS衛(wèi)星信號信息;所 述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊的輸出端與所述信號合成模塊的輸入端連接;且所述GPS衛(wèi)星 信號發(fā)生器模塊包括多個GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器,所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器用于根據(jù)所述可 見GPS衛(wèi)星信號信息和所述同步時鐘模擬一個單個可見GPS衛(wèi)星的信號;所述信號合成模 塊的輸出端與所述GPS接收設(shè)備的輸入端連接;用于將所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊模擬 出的多個所述單個可見GPS衛(wèi)星的信號合成為一個完整的虛擬GPS衛(wèi)星信號,并發(fā)送給所 述GPS接收設(shè)備;所述GPS接收設(shè)備用于接收所述虛擬GPS衛(wèi)星信號。
[0008] 優(yōu)選地,所述導(dǎo)航定位信息滿足NEMA-0183協(xié)議。
[0009] 優(yōu)選地,所述秒脈沖信息為IPPS秒脈沖信號。
[0010] 優(yōu)選地,所述PLL時鐘同步模塊根據(jù)所述IPPS秒脈沖信號提供的所述同步時鐘為 10.23MHz〇
[0011] 優(yōu)選地,所述星歷計算模塊內(nèi)置有GPS衛(wèi)星軌道信息和GPS衛(wèi)星的編號信息;所述 可見GPS衛(wèi)星信號信息是根據(jù)所述GPS衛(wèi)星軌道信息和所述導(dǎo)航定位信息計算出的。
[0012] 優(yōu)選地,所述可見GPS衛(wèi)星信號信息包括:可見GPS衛(wèi)星數(shù)量、可見GPS衛(wèi)星編號、 每一個可見GPS衛(wèi)星與所述北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)的相對距離、每一個可見GPS衛(wèi)星的導(dǎo) 航電文信息。
[0013] 優(yōu)選地,所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊模擬的所述單個可見GPS衛(wèi)星的信號的數(shù) 量與所述可見GPS衛(wèi)星數(shù)量一致。
[0014] 優(yōu)選地,所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊包括至少4個GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器。
[0015] 優(yōu)選地,所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊包括12個GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器。
[0016] 本發(fā)明還公開了一種北斗衛(wèi)星信號接收方法,適用于GPS接收設(shè)備,包括:步驟 一,北斗衛(wèi)星接收天線接收北斗衛(wèi)星信號,北斗導(dǎo)航定位模塊解算所述北斗衛(wèi)星信號,并輸 出導(dǎo)航定位信息和秒脈沖信息;步驟二,根據(jù)所述導(dǎo)航定位信息,星歷計算模塊計算出可見 GPS衛(wèi)星信號信息;步驟三,GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊根據(jù)所述可見GPS衛(wèi)星信號信息模擬 多個單個可見GPS衛(wèi)星的信號;步驟四,信號合成模塊將所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊模擬 的多個所述單個可見GPS衛(wèi)星信號合成為一個完整的虛擬GPS衛(wèi)星信號;步驟五,所述GPS 接收設(shè)備接收所述信號合成模塊合成的所述虛擬GPS衛(wèi)星信號。
[0017] 優(yōu)選地,所述步驟二還包括:PLL時鐘同步模塊根據(jù)所述秒脈沖信息產(chǎn)生同步時 鐘。
[0018] 優(yōu)選地,所述同步時鐘為10. 23MHz。
[0019] 優(yōu)選地,所述可見GPS衛(wèi)星信號信息包括:可見GPS衛(wèi)星數(shù)量、可見GPS衛(wèi)星編號、 每一個可見GPS衛(wèi)星與所述北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)的相對距離、每一個可見GPS衛(wèi)星的導(dǎo) 航電文信息。
[0020] 優(yōu)選地,所述GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊模擬的所述單個可見GPS衛(wèi)星的信號的數(shù) 量與所述可見GPS衛(wèi)星數(shù)量一致。
[0021] 本發(fā)明的一種北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)和方法,是對現(xiàn)有的GPS接收設(shè)備的升級和 改造,最大可能地保留現(xiàn)有的GPS接收設(shè)備。而且,本發(fā)明僅僅通過將原GPS接收設(shè)備的外 置衛(wèi)星天線替換為本發(fā)明的接收系統(tǒng),使現(xiàn)有的GPS接收設(shè)備轉(zhuǎn)換為能夠直接接收北斗衛(wèi) 星信號。如上所述,本發(fā)明是對現(xiàn)有的GPS接收設(shè)備的升級和改造,最大可能地保留了現(xiàn)有 的GPS接收設(shè)備,增加了現(xiàn)有GPS接收設(shè)備的兼容性。
【附圖說明】
[0022] 圖1顯示為本發(fā)明實施例公開的一種北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2顯示為本發(fā)明實施例公開的一種北斗衛(wèi)星信號接收方法的流程圖。
[0024] 圖3顯示為本發(fā)明實施例公開的GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器的單個可見GPS衛(wèi)星的信號 模擬示意圖。
[0025] 元件標(biāo)號說明
[0026] 100 北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)
[0027] 110 北斗衛(wèi)星接收天線
[0028] 120 北斗導(dǎo)航定位模塊
[0029] 130 PLL時鐘同步模塊
[0030] 140 星歷計算模塊
[0031] 150 GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊
[0032] 151 GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器
[0033] 160 信號合成模塊
[0034] 200 GPS接收設(shè)備
[0035] S21 ~S25 步驟
【具體實施方式】
[0036] 以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應(yīng)用,本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用,在沒有背離 本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是,在不沖突的情況下,以下實施例及實施 例中的特征可以相互組合。
[0037] 請參閱圖1至圖3需要說明的是,以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明 本發(fā)明的基本構(gòu)想,遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù) 目、形狀及尺寸繪制,其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變,且其 組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0038] 實施例一
[0039] 本實施例公開了一種北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)100,北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)100是 對現(xiàn)有GPS接收設(shè)備200的改進,使得GPS接收設(shè)備200兼容接收北斗衛(wèi)星信號,具體如圖 1所示。北斗衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)100包括北斗衛(wèi)星接收天線110、北斗導(dǎo)航定位模塊120、 PLL(Phase Locked Loop,鎖相環(huán))時鐘同步模塊130、星歷計算模塊140、GPS衛(wèi)星信號發(fā) 生器模塊150和信號合成模塊160。GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊150包括多個GPS衛(wèi)星信號 發(fā)生器151。
[0040] 北斗導(dǎo)航定位模塊120的輸入端與北斗衛(wèi)星接收天線110的輸出端連接,在本實 施例中,北斗導(dǎo)航定位模塊120與北斗衛(wèi)星接收天線110通過SMA(Small A Type,一種微波 高頻連接頭)接頭連接;北斗導(dǎo)航定位模塊120輸出端與PLL時鐘同步模塊130輸入端和 星歷計算模塊140的輸入端連接;PLL時鐘同步模塊130的輸出端分別與GPS衛(wèi)星信號發(fā) 生器模塊150內(nèi)的多個GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器151的時鐘輸入端連接;星歷計算模塊140的 輸出端分別與GPS衛(wèi)星信號發(fā)生器模塊150
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