一种兼容ＧＮＳＳ信号处理算法的测试平台制造技术

本发明专利技术公开了一种兼容ＧＮＳＳ信号处理算法的测试平台。其由ＧＰＳ信号接收天线、ＧＰＳ卫星射频采集前端以及通用ＰＣ机组成。在通用ＰＣ机上运行有ＧＰＳ中频信号产生模块、ＢＯＣ中频信号产生模块、中频信号处理模块以及用户界面，在界面中可选择工作模式、选择算法、设置算法参数、观看处理结果等，新的信号处理算法可嵌入到测试平台中以测试新算法的性能。测试平台使使用者能够从ＧＮＳＳ接收机整体上分析算法的性能，使得新产品的研发周期短，成本低，风险小，为新型接收机的研制提供了有效的依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种兼容GNSS信号处理算法的测试平台，该平台可实现GPS 卫星LI频段信号的接收处理和仿真GPS与BOC中频信号的处理，并且可以选 择不同的处理算法并分析算法的处理性能。技术背景随着GNSS (全球导航卫星系统)产业的发展，软件GNSS接收机成为国内外研究的热点。软件接收机不仅可以实现与硬件接收机同样的功能，更重要的是 它具有高度的灵活性、可扩展性和良好的兼容性，能够有效地降低开发成本，缩 短开发周期。软件接收机设计已在GPS产业中发挥着重要的作用。国内现有的GNSS软件接收机大多仅在跟踪环路和导航解箅部分实现了软 件化处理，而在基带处理上仍采用专用集成电路、OEM板等硬件实现，尚缺乏 完全以软件实现从基带到导航解算的全部中频信号处理的软件GNSS接收机。 另外，我国在导航产业的研究上缺少自主知识产权的产品，缺少核心技术，其主 要原因就是国内的GNSS研究人员缺乏一个完整的GNSS信号算法验证平台， 无法从GNSS接收机整体上分析算法的性能；如果利用硬件接收机验证算法， 则成本高、周期长，大大增加了研发的风险。而且随着GNSS的发展，欧洲伽利略系统、美国GPS系统、俄罗斯Glonass系统、中国北斗系统等多种系统共存的局面在未来将会出现，而且多种系统共存 比只使用单一系统更安全更可靠。特别是在中国与欧盟签署了中欧伽利略计划合作协定后，我国企业、研究院所与欧洲同行开展技术研发和产业合作的机会将大 大增加。为了适应不同的定位系统，未来的接收模块需要具有同时兼容几个定位 系统的性能，我国导航产业的研究人员也需要研究能兼容不同导航系统的核心算 法。本平台就是为核心算法研究与测试验证提供一种基础工具。 专利技术 内容本专利技术的目的是提供一种兼容GNSS信号处理算法的测试平台。GNSS接 收机研发人员可以通过使用所述的算法测试平台快速而直观的比较与了解现有 算法的性能,并且能够很方便的通过程序中预留的开放性接口将新研究的算法嵌 入到测试平台中，从而方便的比较不同算法的性能，验证新算法的有效性。并且 通过使用所述算法测试平台，研发人员能够从GNSS接收机整体上分析算法的 性能，以很低的研发风险代价，在短时间内得出合适的算法与接收机总体结构。本专利技术是一种兼容GNSS信号处理算法的测试平台。其由GPS信号接收天 线、GPS射频采集前端以及通用PC机组成。通用PC机上运行有GPS中频信 号产生模块、BOC中频信号产生模块、中频信号处理模块、定位解算模块以及 用户界面。中频信号处理模块由GPS信号处理模块与BOC信号处理模块组成。 GPS信号处理模块包括数据解调模块、数据同步模块以及观测量提取模块， 其特征在于，GPS信号处理模块还包括捕获模块和跟踪模块；BOC信号处理 模块包含捕获模块与跟踪模块。GPS信号接收天线接收传输至本信号处理箅法测试平台的GPS信号，GPS 信号传输至GPS射频采集前端时被采集到通用PC的中频信号处理模块中的 GPS信号处理模块进行信号处理，处理过的GPS信号可以直接显示在用户界面 上供用户査看，也可以经过定位解算模块处理后得到真实的GPS信号的定位结果显示在用户界面上供用户査看；用户可以通过控制通用PC上的GPS中频信 号产生模块生成仿真的GPS中频数字信号；生成的仿真的GPS中频数字信号 也经过中频信号处理模块中的GPS信号处理模块进行处理，处理过的GPS信 号可以直接显示在用户界面上供用户査看;用户可以通过控制通用PC上的BOC 中频信号产生模块生成仿真的BOC中频数字信号，生成的仿真的BOC中频数 字信号也经过中频信号处理模块中的BOC信号处理模块进行处理，处理过的 BOC信号可以直接显示在用户界面上供用户査看。GNSS信号处理算法的测试平台通过GPS射频采集前端釆集真实的GPS 卫星信号并做下变频与量化处理，通过PCI接口传送给PC机，PC机上运行的 GPS中频信号产生模块也可以生成仿真的GPS中频数字信号，中频信号处理模 块中的GPS信号处理丰莫块可以对这两种信号进行处理。BOC中频信号产生模 块可以生成仿真的BOC中频数字信号，BOC信号处理，莫块可以处理这种信号。 GPS信号处理模块与BOC信号处理模块均含有多种信号处理算法，使用者可 以选择搭配使用。所述GPS信号处理模块的捕获模块实现信号的捕获。捕获模块中包括五种 捕获算法基于FFT的循环相关法、滑动相关法、FFT法、延时相乘法与倍频 法，这五种GPS捕获算法釆取分支结构实现，每种GPS捕获算法都是多路选 择分支中的一支；用户在用户界面中根据需要选择分支，就能调用捕获模块的接 口选择相应的捕获算法。所述GPS信号处理模块的捕获模块为新的捕获箅法预留有开放性接口，该 接口可在捕获+莫块的多路选择分支中加入新的一支；调用该接口并将新箅法在添加到得到的分支中，再在用户界面中加入相应链接，就将新的捕获算法嵌入到捕 获模块中。所述GPS信号处理模块的跟踪+莫块中，包括一种超前减滞后功率型码鉴别 器，每种GPS跟踪算法采取分支结构实现，每种GPS跟踪算法都是多路选择 分支中的一支；用户在用户界面中根据需要选择分支，就能调用跟踪模块的接口 选择相应的跟踪算法。所述GPS信号处理模块的跟踪模块为新的跟踪算法预留有开放性接口，该 接口可在跟踪模块的多路选择分支中加入新的一支；调用该接口并将新跟踪算法 添加到得到的分支中，再在用户界面中加入相应链接，就将新的跟踪算法嵌入到 捕获模块中。所述GPS信号处理模块的跟踪模块码跟踪环包括一种新提出的码鉴别器箅 法，输出为BW = (1_rf)iz￡^，其中，CW为参数C(" = ww 为超前支路相关结果，m,("为滞后支路相关结果。当M"一,H时，CW= 2(l-f)A、;因此C(yt)A^2-2(1-tOAz"t+(l-^CW-0。解此方程得-d-^llA-。4 、 C(*)可令鉴别器的输出为,-(u)lzA^1,式中^代表相关间距，A^是相位 误差。所述BOC信号处理模块的捕获模块实现信号的捕获。捕获模块中包括两种 捕获算法基于FFT循环相关箅法的传统的BOC信号捕获算法和基于FFT循 环相关法且消除边峰影响的BOC信号捕获算法，这两种BOC捕获箅法采取分 支结构实现，每种BOC捕获算法都是多路选择分支中的一支；用户在用户界面 中根据需要选择分支，就能调用捕获模块的接口选择相应的捕获算法。所述BOC信号处理模块的捕获模块为新的捕获算法预留有开放性接口 ，该 接口可在捕获模块的多路选择分支中加入新的一支;调用该接口并将新算法在添 加到得到的分支中，再在用户界面中加入相应链接，就将新的捕获算法嵌入到捕 获模块中。所述BOC信号处理禾莫块的捕获模块还包括一种合成处理捕获方法，该方法 是根据BOC(l,l)信号自相关函数以及BOC(l,l)信号和扩频码PRN序列的互相 关函数特点提出的。BOC(l，l)自相关函数的平方与BOC(l,l)和PRN互相关函 数的平方差所构成的新的函数，恰好消除了BOC信号相关函数中的边峰。可用 公式表示为及的合自-及2^0C，50C)-i^50C，PiW)。其中，i ^,"表示A，B 的互相关函数及W合成处理表示合成相关函数。能量检测器H输出为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼容ＧＮＳＳ信号处理算法的测试平台，由ＧＰＳ信号接收天线、ＧＰＳ射频采集前端以及通用ＰＣ机组成；通用ＰＣ机上运行有ＧＰＳ中频信号产生模块、ＢＯＣ中频信号产生模块、中频信号处理模块、定位解算模块以及用户界面；中频信号处理模块由ＧＰＳ信号处理模块与ＢＯＣ信号处理模块组成；ＧＰＳ信号处理模块包括：数据解调模块、数据同步模块以及观测量提取模块；其特征在于，ＧＰＳ信号处理模块还包括：捕获模块和跟踪模块；ＢＯＣ信号处理模块包含捕获模块与跟踪模块；所述ＧＰＳ信号接收天线接收传输至本信号处理算法测试平台的ＧＰＳ信号，ＧＰＳ信号传输至所述ＧＰＳ射频采集前端时被采集到所述通用ＰＣ的所述中频信号处理模块中的ＧＰＳ信号处理模块进行信号处理，处理过的ＧＰＳ信号可以直接显示在所述用户界面上供用户查看，也可以经过所述定位解算模块处理后得到真实的ＧＰＳ信号的定位结果显示在所述用户界面上供用户查看；用户也可以通过控制所述通用ＰＣ上的所述ＧＰＳ中频信号产生模块生成仿真的ＧＰＳ中频数字信号，生成的仿真ＧＰＳ中频数字信号也经过所述中频信号处理模块中的所述ＧＰＳ信号处理模块进行处理，处理过的仿真ＧＰＳ信号可以直接显示在所述用户界面上供用户查看；用户可以通过控制所述通用ＰＣ上的所述ＢＯＣ中频信号产生模块生成仿真的ＢＯＣ中频数字信号，生成的仿真的ＢＯＣ中频数字信号也经过所述中频信号处理模块中的ＢＯＣ信号处理模块进行处理，处理过的ＢＯＣ信号可以直接显示在所述用户界面上供用户查看。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东凯，朱云龙，张丽娜，常青，张其善，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]