一种应用于弹载环境的GPS接收机制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于弹载环境的GPS接收机，包括天线模块、射频模块、相关器模块、微控制单元和电源，所述射频模块包括射频芯片、射频滤波器和晶体振荡器。其中，GPS卫星发送的GPS信号经天线模块转换为电信号，再经射频模块进行下变频处理转换为中频信号，进一步经相关器模块进行解调和解扩获得导航电文，更进一步经微控制单元进行数据转换获得导航数据，从而可实现GPS快速、准确定位，同时该应用于弹载环境的GPS接收机具有电路结构简单、体积小、功耗低、抗干扰能力和抗过载、冲击能力强的优点，将其应用于常规弹药上，可以精确计算出弹药离地面的距离，进而准确控制弹药爆炸的高度，提高武器攻击的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GPS的应用
，具体涉及一种应用于弹载环境的GPS接收机。
技术介绍
GPS系统是当前技术较成熟、完善的定位系统，是能够体现当今科技发展与变革的重要成就之一，随着科学技术的发展，尤其是通信、航天和半导体技术的飞速发展，GPS系统的应用也越来越广泛。整个GPS系统主要由导航卫星、地面监测站和用户终端三部分组成，其中，用户终端通常就是GPS接收机，在地面只有通过GPS接收机才能实现定位。但当前的GPS接收机普遍存在体积大、抗干扰能力差、定位不准确的问题，将其应用于空间小、工作环境差、干扰大、定位精度要求高的弹载环境时，效果不是很理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于弹载环境的GPS接收机，解决当前的应用于弹载环境的GPS接收机体积大，抗干扰能力差，定位不准确，应用于弹载环境时效果不理想的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种应用于弹载环境的GPS接收机，包括天线模块、射频模块、相关器模块、微控制单元和电源；所述天线模块与射频模块电连接，用于接收GPS卫星发送的GPS信号，并将GPS信号由电磁波信号转换为电信号发送到射频模块；所述射频模块与相关器模块电连接，用于对天线模块发送的GPS电信号进行下变频处理，获得GPS中频信号发送到相关器模块，具体包括射频芯片、射频滤波器和晶体振荡器；所述相关器模块与微控制单元电连接，用于对射频模块发送的GPS中频信号进行解调和解扩，获得导航电文发送到微控制单元；所述微控制单元用于对相关器模块发送的导航电文进行转换处理，获得导航数据；所述电源与天线模块、射频模块、相关器模块和微控制单元电连接，用于给应用于弹载环境的GPS接收机供电。特别地，所述天线模块具体包括天线、天线滤波器和前置放大器。特别地，所述微控制单元采用TMS320C6747芯片。特别地，所述射频芯片采用GP2015芯片。特别地，所述相关器模块采用GP2021芯片。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述一种应用于弹载环境的GPS接收机，GPS卫星发送的GPS信号经天线模块转换为电信号，再经射频模块进行下变频处理转换为中频信号，进一步经相关器模块进行解调和解扩获得导航电文，更进一步经微控制单元进行数据转换获得导航数据，从而可实现GPS快速、准确定位，同时该应用于弹载环境的GPS接收机具有电路结构简单、体积小、功耗低、抗干扰能力和抗过载、冲击能力强的优点，将其应用于常规弹药上，可以精确计算出弹药离地面的距离，进而准确控制弹药爆炸的高度，提高武器攻击的精度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的应用于弹载环境的GPS接收机的原理框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示，图1为本专利技术实施例1提供的应用于弹载环境的GPS接收机的原理框图。本实施例中，一种应用于弹载环境的GPS接收机具体包括天线模块、射频模块、相关器模块、微控制单元和电源。所述天线模块与射频模块电连接，接收GPS卫星发送的GPS信号，并将GPS信号由电磁波信号转换为电信号发送到射频模块，具体包括天线、天线滤波器和前置放大器。其中，天线作为应用于弹载环境的GPS接收机接收GPS信号的第一个器件，它把GPS卫星发射的电磁波信号转换成电信号，考虑整个应用于弹载环境的GPS接收机的体积及天线接收信号的能力，本实施例采用环状微带天线，该天线的截面形状为圆形，而GPS卫星发射的载波信号是一种右旋圆极化波，故选用的天线的计划方式为右旋圆极化，环状天线全向性好、信号盲区小。天线将GPS信号由电磁波信号转换成电信号后，该电信号及其微弱，同时其中含有大量杂质，故通过天线滤波器滤除干扰信号，并通过前置放大器将信号电流予以放大。所述射频模块与相关器模块电连接，对天线模块发送的GPS电信号进行下变频处理，获得GPS中频信号发送到相关器模块，具体包括射频芯片、射频滤波器和晶体振荡器，所述射频滤波器包括一级滤波器和二级滤波器，一级滤波器采用二阶的切比雪夫滤波器，二级滤波器采用Mitel公司的声表面滤波器DW9255。本实施例采用的射频芯片具体为GP2015芯片。GP2015芯片是Zarlink公司设计的一款专业的GPS射频芯片，其具有低功耗、低成本、高集成度的特点，其内部集成了射频合成器、三级混频器和模数转换器。GPS信号经天线模块转换的电信号属于特高频信号，而在高频上很难保证良好的噪声系数和稳定性，故需要对天线模块转换的电信号进行下变频处理，降低频率。同时，数字信号比模拟信号更易于处理，故将降频后的模拟信号转换为数字信号。本实施例中，GPS信号经天线模块转换的电信号和射频芯片内部的第一级混频器混频，第一级混频器的本振频率来自射频合成器；第一级混频后的信号经一级滤波器进行滤波后与第二级混频器混频，第二级混频器的本振频率来自第一级本振信号分频所得；第二级混频后的信号经二级滤波器进行滤波后与第三级混频器混频，第三级混频器的本振频率也来自第一级本振信号分频所得。第三级混频后的信号经射频芯片自带的滤波器进行滤波。经过三级混频后的信号通过三次降频之后降至中频，该中频信号进一步经模数转换器采样量化为数字信号。为保证整个应用于弹载环境的GPS接收机的定位精度、信号的准确性和稳定性，射频芯片工作时钟的稳定性至关重要，本实施例射频芯片的工作时钟频率来自晶体振荡器，具体为高精度温补型晶体振荡器TCXO，其利用温度传感器感应环境温度的变化，将温度的变化量转变为一个电压校正信号，然后利用校正信号来修正晶体振荡器的电抗量，以补偿由温度变化引起的谐振频率变化，从而稳定晶体振荡器的频率，进而稳定射频芯片的工作时钟，有助于应用于弹载环境的GPS接收机锁定GPS信号。所述相关器模块与微控制单元电连接，对射频模块发送的GPS中频信号进行解调和解扩，获得导航电文发送到微控制单元。本实施例采用的相关器模块具体为GP2021芯片。经射频模块降频后的中频信号被采样离散成两位的数字信号，一位是幅值位，还有一位是符号位，离散之后的两路数字中频信号传递到相关器模块，通过相关器模块内部的混频器和相关器进行载波和伪码的剥离，剥离降频之后的中频载波，真正地把信号降到基带，从而完成了对射频模块发送的GPS中频信号的解调和解扩，获得导航电文发送到微控制单元。本实施例中，所述微控制单元采用TI公司的浮点型数字处理器，具体为TMS320C6747芯片，为现有芯片，该芯片内置程序也为现有程序。微控制单元通过EMIF接口与相关器模块连接，对相关器模块进行读操作和写操作，获取导航译码和控制相关器模块的信号捕获和跟踪过程，并对相关器模块发送的导航电文进行译码，获得导航数据，从而可实现GPS定位。所述电源与天线模块、射频模块、相关器模块和微控制单元电连接，给整个应用于弹载环境的GPS接收机供电。整个应用于弹载环境的GPS接收机需要两个不同的供电电压，一个3.3V，一个1.2V，本实施例中采用的电源的具体为德州仪器的TPS73643，工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于弹载环境的GPS接收机，其特征在于，包括天线模块、射频模块、相关器模块、微控制单元和电源；所述天线模块与射频模块电连接，用于接收GPS卫星发送的GPS信号，并将GPS信号由电磁波信号转换为电信号发送到射频模块；所述射频模块与相关器模块电连接，用于对天线模块发送的GPS电信号进行下变频处理，获得GPS中频信号发送到相关器模块，具体包括射频芯片、射频滤波器和晶体振荡器；所述相关器模块与微控制单元电连接，用于对射频模块发送的GPS中频信号进行解调和解扩，获得导航电文发送到微控制单元；所述微控制单元用于对相关器模块发送的导航电文进行转换处理，获得导航数据；所述电源与天线模块、射频模块、相关器模块和微控制单元电连接，用于给应用于弹载环境的GPS接收机供电。

【技术特征摘要】
1.一种应用于弹载环境的GPS接收机，其特征在于，包括天线模块、射频模块、相关器模块、微控制单元和电源；所述天线模块与射频模块电连接，用于接收GPS卫星发送的GPS信号，并将GPS信号由电磁波信号转换为电信号发送到射频模块；所述射频模块与相关器模块电连接，用于对天线模块发送的GPS电信号进行下变频处理，获得GPS中频信号发送到相关器模块，具体包括射频芯片、射频滤波器和晶体振荡器；所述相关器模块与微控制单元电连接，用于对射频模块发送的GPS中频信号进行解调和解扩，获得导航电文发送到微控制单元；所述微控制单元用于对相关器模块发送的导航电文进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：任朝东，
申请(专利权)人：成都谷辘信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51