一种北斗卫星信号的接收系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种北斗卫星信号接收系统和方法，其适用于现有的GPS接收设备，包括接收北斗信号的北斗卫星接收天线、解算北斗信号的北斗导航定位模块、提供同步时钟的PLL时钟同步模块、计算可见GPS卫星信号信息的星历计算模块、模拟多个单个可见GPS卫星的信号的GPS卫星信号发生器模块和将多个单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号的信号合成模块。其中，GPS卫星信号发生器模块包括多个GPS卫星信号发生器。本发明专利技术是对现有GPS接收设备的升级和改造，使得现有GPS接收设备能够直接接收北斗卫星信号。本发明专利技术最大可能地保留了现有GPS接收设备，增加了现有GPS接收设备的兼容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及北斗导航系统的卫星信号的接收系统和方法，特别是涉及一种利用现 有的GPS接收设备接收北斗卫星信号的接收系统和方法。
技术介绍
随着人们活动空间的扩大，对位置服务和时间服务的需求也越来越多。目前可提 供位置服务和时间服务的有美国的全球定位系统GPS (Global Positioning System)、俄罗 斯的格洛纳斯系统 GLONASS (GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)、欧洲的 Galileo 导航 卫星系统和中国的北斗导航系统；其中比较成熟的是美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS 系统，中国的北斗系统目前也初步具备了提供位置服务和时间服务的条件。 随着现代通信技术的发展，位置服务和时间服务越来越重要。无论是在位置服务 还是时间服务上，美国的GPS全球定位系统均得到了广泛放的应用。因此，目前大多数的导 航和授时设备采用的均为美国的GPS全球定位系统，虽然美国承诺将永远无间断地提供民 用导航信号，但是一旦出现紧急情况，美国区域停止导航信号的播发或者在信号中加入干 扰，其影响将是极其严重的。届时，采用GPS系统作为主要授时手段的电力系统、金融证券 系统、移动通信系统以及依赖GPS系统位置服务的各种导航终端，均会发生因为无法获得 准确的信号而工作混乱甚至停止工作，会给国家安全带来灾难性的影响。 因此，对于后续建成的北斗系统如何兼容原有GPS接收机就成了当务之急的任 务，全部更换原有GPS设备成本过于高昂，且随着设备的更换，会带来一定的风险。 目前，已有导航芯片公司将GPS、GLONASS甚至北斗导航系统集成进一颗芯片内 部，完成其GPS、GL0NASS和北斗导航系统之间的兼容。但是，对于现有的非北斗兼容的GPS 接收设备如何进行升级以支持北斗卫星系统，仍然未提供可行的解决方案。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种北斗卫星信号接收系 统和方法，用于解决现有技术中GPS接收设备无法兼容接收北斗导航系统的卫星信号的问 题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种北斗卫星信号接收系统，适用 于GPS接收设备，包括：北斗卫星接收天线、北斗导航定位模块、PLL时钟同步模块、星历计 算模块、信号合成模块和GPS卫星信号发生器模块。所述北斗卫星接收天线接收北斗卫星 信号；所述北斗导航定位模块的输入端与北斗卫星接收天线连接，用于解算所述北斗卫星 信号，并输出导航定位信息和秒脉冲信息；所述PLL时钟同步模块的输入端与所述北斗导 航定位模块的输出端连接，输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接，用于为 所述北斗卫星信号接收系统提供同步时钟；所述星历计算模块的输出端与所述GPS卫星信 号发生器模块的输入端连接；用于根据所述导航定位信息计算可见GPS卫星信号信息；所 述GPS卫星信号发生器模块的输出端与所述信号合成模块的输入端连接；且所述GPS卫星 信号发生器模块包括多个GPS卫星信号发生器，所述GPS卫星信号发生器用于根据所述可 见GPS卫星信号信息和所述同步时钟模拟一个单个可见GPS卫星的信号；所述信号合成模 块的输出端与所述GPS接收设备的输入端连接；用于将所述GPS卫星信号发生器模块模拟 出的多个所述单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号，并发送给所 述GPS接收设备；所述GPS接收设备用于接收所述虚拟GPS卫星信号。 优选地，所述导航定位信息满足NEMA-0183协议。 优选地，所述秒脉冲信息为IPPS秒脉冲信号。 优选地，所述PLL时钟同步模块根据所述IPPS秒脉冲信号提供的所述同步时钟为 10.23MHz〇 优选地，所述星历计算模块内置有GPS卫星轨道信息和GPS卫星的编号信息；所述 可见GPS卫星信号信息是根据所述GPS卫星轨道信息和所述导航定位信息计算出的。 优选地，所述可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、 每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导 航电文信息。 优选地，所述GPS卫星信号发生器模块模拟的所述单个可见GPS卫星的信号的数 量与所述可见GPS卫星数量一致。 优选地，所述GPS卫星信号发生器模块包括至少4个GPS卫星信号发生器。 优选地，所述GPS卫星信号发生器模块包括12个GPS卫星信号发生器。 本专利技术还公开了一种北斗卫星信号接收方法，适用于GPS接收设备，包括：步骤 一，北斗卫星接收天线接收北斗卫星信号，北斗导航定位模块解算所述北斗卫星信号，并输 出导航定位信息和秒脉冲信息；步骤二，根据所述导航定位信息，星历计算模块计算出可见 GPS卫星信号信息；步骤三，GPS卫星信号发生器模块根据所述可见GPS卫星信号信息模拟 多个单个可见GPS卫星的信号；步骤四，信号合成模块将所述GPS卫星信号发生器模块模拟 的多个所述单个可见GPS卫星信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号；步骤五，所述GPS 接收设备接收所述信号合成模块合成的所述虚拟GPS卫星信号。 优选地，所述步骤二还包括：PLL时钟同步模块根据所述秒脉冲信息产生同步时 钟。 优选地，所述同步时钟为10. 23MHz。 优选地，所述可见GPS卫星信号信息包括：可见GPS卫星数量、可见GPS卫星编号、 每一个可见GPS卫星与所述北斗卫星信号接收系统的相对距离、每一个可见GPS卫星的导 航电文信息。 优选地，所述GPS卫星信号发生器模块模拟的所述单个可见GPS卫星的信号的数 量与所述可见GPS卫星数量一致。 本专利技术的一种北斗卫星信号接收系统和方法，是对现有的GPS接收设备的升级和 改造，最大可能地保留现有的GPS接收设备。而且，本专利技术仅仅通过将原GPS接收设备的外 置卫星天线替换为本专利技术的接收系统，使现有的GPS接收设备转换为能够直接接收北斗卫 星信号。如上所述，本专利技术是对现有的GPS接收设备的升级和改造，最大可能地保留了现有 的GPS接收设备，增加了现有GPS接收设备的兼容性。【附图说明】 图1显示为本专利技术实施例公开的一种北斗卫星信号接收系统的结构示意图。 图2显示为本专利技术实施例公开的一种北斗卫星信号接收方法的流程图。 图3显示为本专利技术实施例公开的GPS卫星信号发生器的单个可见GPS卫星的信号 模拟示意图。 元件标号说明 100 北斗卫星信号接收系统 110 北斗卫星接收天线 120 北斗导航定位模块 130 PLL时钟同步模块 140 星历计算模块 150 GPS卫星信号发生器模块 151 GPS卫星信号发生器 160 信号合成模块 200 GPS接收设备 S21 ~S25 步骤【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施 例中的特征可以相互组合。 请参阅图1至图3需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本专利技术的基本构想，遂图式中仅显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种北斗卫星信号接收系统，适用于现有的GPS接收设备，其特征在于，所述北斗卫星信号接收系统包括：北斗卫星接收天线、北斗导航定位模块、PLL时钟同步模块、星历计算模块、GPS卫星信号发生器模块和信号合成模块；所述北斗卫星接收天线接收北斗卫星信号；所述北斗导航定位模块的输入端与北斗卫星接收天线连接，用于解算所述北斗卫星信号，并输出导航定位信息和秒脉冲信息；所述PLL时钟同步模块的输入端与所述北斗导航定位模块的输出端连接，输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接，用于为所述北斗卫星信号接收系统提供同步时钟；所述星历计算模块的输出端与所述GPS卫星信号发生器模块的输入端连接；用于根据所述导航定位信息计算可见GPS卫星信号信息；所述GPS卫星信号发生器模块的输出端与所述信号合成模块的输入端连接；且所述GPS卫星信号发生器模块包括多个GPS卫星信号发生器，所述GPS卫星信号发生器用于根据所述可见GPS卫星信号信息和所述同步时钟模拟单个可见GPS卫星信号；所述信号合成模块的输出端与所述GPS接收设备的输入端连接；用于将所述GPS卫星信号发生器模块模拟出的多个所述单个可见GPS卫星的信号合成为一个完整的虚拟GPS卫星信号，并发送给所述GPS接收设备；所述GPS接收设备用于接收所述虚拟GPS卫星信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡君健，马延萍，刘绍宁，
申请(专利权)人：华平信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31