车载北斗双模卫星通信定位授时系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车载北斗双模卫星通信定位授时系统及方法,属于北斗卫星导航领域，其中系统包括北斗一代通信子系统、北斗二代定位授时子系统、处理器、显示设备、键盘、存储器和北斗SIM卡。本发明专利技术消除了通信上行信号引起的北斗二代定位授时子系统射频前端饱和乃至损坏以及对定位授时功能和性能的负面影响，在保障了PVT解算频度不变的条件下，总是能够为解算模块提供有效的、没有被通信发射信号干扰的观测量。

【技术实现步骤摘要】
车载北斗双模卫星通信定位授时系统及方法
本专利技术属于北斗卫星导航领域，特别是涉及一种车载北斗双模卫星通信定位授时系统及方法。
技术介绍
北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继全球定位系统(GPS)和GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，通信方式有点对点通信方式和一对多的通播通信方式。卫星导航系统在设计之初的主要目标是满足开阔天空条件下广域乃至全球范围的定位授时，并没有考虑在复杂电磁环境下工作，因此系统存在着一些弱点，主要包括以下几个方面：1)导航卫星使用高稳定的固定频率载波传送数据，因此在信号中心频率附近的其它射频信号能够对其产生干扰。2)接收机为了正确的导航定位需要跟踪接收多颗卫星的信号，其天线的方向图呈半球状，在空域对射频干扰的抑制能力较弱。3)卫星导航系统下行链路的信号强度很弱，卫星远离地面，导致信号到达地表附近已经非常微弱，用户接收机灵敏度高，较低功率的射频干扰就足以对普通接收机的卫星信号处理产生严重影响。美国国防部的有关研究报告指出：“当前，卫星导航接收机处于接收模式时，即使受到距离很远的低功率干扰器的干扰，也是很脆弱的；而受到中距离干扰器的适度干扰时，便会丧失跟踪能力。”。灾害应急指挥通信系统是一个充分利用计算机技术、通信技术和定位授时技术，具有综合、高速信息处理和传输能力，为各级指挥人员提供科学的指挥、决策依据，为有关人员提供详尽的资料，实施快速有效的指挥自动化系统。灾害应急机动通信指挥车和灾害信息采集车配备北斗卫星通信定位授时一体化设备，受车载环境空间限制，电磁兼容问题格外突出：北斗一代通信发射信号频点紧邻北斗二代导航定位用接收信号频点，车载设备发射天线与接收天线的距离仅1到2米，发射信号严重干扰接收部分的工作；车内空间狭小，采用一体化设计在节约设备体积的同时引入发射与接收部分电路板级的射频干扰问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以同时接收北斗二代导航卫星信号实施无源定位和进行北斗一代报文收发的一体化系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种车载北斗双模卫星通信定位授时系统,包括北斗一代通信子系统、北斗二代定位授时子系统、处理器、显示设备、键盘、存储器和北斗SIM卡；所述北斗一代通信子系统和北斗二代定位授时子系统分别通过各自的天线与相应的卫星进行信号传递，所述北斗一代通信子系统的通信发射同步脉冲信号输出端连接所述北斗二代定位授时子系统的同步脉冲信号输入端，所述北斗一代通信子系统和北斗二代定位授时子系统均与所述处理器双向连接；所述处理器的信号输出端连接所述显示设备的信号输入端；所述键盘的输出端连接所述处理器的信号输入端；所述处理器分别与所述存储器和北斗SIM卡连接；所述北斗一代通信子系统包括第一射频收发模块、通信信号处理模块和同步脉冲产生电路；所述第一射频收发模块通过射频电缆连接卫星通信天线以进行射频信号收发，所述第一射频收发模块的信号输出端连接所述同步脉冲产生电路的第一信号输入端，所述第一射频收发模块与所述通信信号处理模块双向连接，所述通信信号处理模块的信号输出端连接所述同步脉冲产生电路的第二信号输入端，所述通信信号处理模块与所述处理器双向连接；所述北斗二代定位授时子系统包括同步控制模块、第二射频接收模块和导航信号处理模块；所述第二射频接收模块通过射频电缆连接卫星导航天线以进行射频信号接收，所述第二射频接收模块的信号输出端连接所述导航信号处理模块的信号输入端，所述导航信号处理模块分别双向连接所述处理器和同步控制模块，所述同步控制模块的信号输入端连接所述同步脉冲产生电路的信号输出端，所述同步控制模块的信号输出端连接所述第二射频接收模块的控制信号输入端。采用以上技术方案，本专利技术消除了通信上行信号引起的北斗二代定位授时子系统射频前端饱和乃至损坏以及对定位授时功能和性能的负面影响，较佳的，所述同步控制模块由第一整形驱动电路和射频开关控制信号产生电路组成；所述同步脉冲产生电路的信号输出端连接所述第一整形驱动电路的信号输入端，所述第一整形驱动电路的第一信号输出端连接所述射频开关控制信号产生电路的第一信号输入端，所述第一整形驱动电路的第二信号输出端连接所述导航信号处理模块以输出整形后的同步脉冲信号给导航信号处理模块，所述导航信号处理模块还与所述射频开关控制信号产生电路的第二信号输入端连接以输出关断信号使能电平给所述射频开关控制信号产生电路；所述射频开关控制信号产生电路的信号输出端连接所述第二射频接收模块的控制信号输入端。较佳的，所述第二射频接收模块由射频开关、滤波放大电路、变频器和A/D转换器组成；所述射频开关通过射频电缆连接射频天线，所述射频开关控制信号产生电路的信号输出端连接所述射频开关的控制信号输入端，所述射频开关的信号输出端连接所述滤波放大电路的信号输入端，所述滤波放大电路的信号输出端连接所述变频器的信号输入端，所述变频器的信号输出端连接所述A/D转换器的信号输入端，所述A/D转换器的信号输出端连接所述导航信号处理模块的信号输入端。较佳的，所述导航信号处理模块包括基带信息处理协调控制子模块和基带信号处理子模块；所述基带信号处理子模块的信号输入端连接所述A/D转换器的信号输出端；所述基带信号处理子模块包括信号捕获单元、伪码跟踪单元、载波跟踪单元、状态锁存电文提取单元、观测量生成与输出单元和PVT解算与输出单元；所述信号捕获单元的第一输出端连接所述伪码跟踪单元的输入端，所述信号捕获单元的第二输出端连接所述载波跟踪单元的输入端，所述伪码跟踪单元与所述载波跟踪单元双向连接，所述伪码跟踪单元的输出端连接所述状态锁存电文提取单元的第一输入端，所述载波跟踪单元的输出端连接所述状态锁存电文提取单元的第二输入端，所述状态锁存电文提取单元的输出端连接所述观测量生成与输出单元的输入端。所述观测量生成与输出单元的输出端连接所述PVT解算与输出单元的输入端.所述基带信息处理协调控制子模块分别输出时钟信号给所述状态锁存电文提取单元、观测量生成与输出单元和PVT解算与输出单元。较佳的，所述基带信息处理协调控制子模块由第二整形驱动电路、第一分频器、第二分频器、延时电路和时钟合成电路组成；所述第二整形驱动电路与所述处理器连接，所述第一分频器的输入端和第二分频器的输入端均与所述第二整形驱动电路的输出端连接，所述延时电路的输入端和时钟合成电路的第一输入端均与所述第二分频器的输出端连接，所述时钟合成电路的第二输入端连接所述第一整形驱动电路的第二输出端；所述第一分频器输出状态锁存时钟信号给所述状态锁存电文提取单元，所述延时电路输出PVT解算时钟信号给所述PVT解算与输出单元，所述时钟合成电路输出观测量生成时钟信号给所述观测量生成与输出单元。本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种实现北斗报文通信与卫星导航无源自主定位组合更加兼容的车载北斗双模卫星通信定位授时方法。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种车载北斗双模卫星通信定位授时方法,包括以下步骤：步骤一、北斗一代通信子系统的第一射频收发模块获取通信上行信号发射时间信息，在此期间，所述北斗一代通信子系统的同步脉冲产生电路生成与通信发射信号同步的脉冲信号；步骤二、并发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载北斗双模卫星通信定位授时系统,其特征在于：包括北斗一代通信子系统(1)、北斗二代定位授时子系统(2)、处理器(3)、显示设备(4)、键盘(5)、存储器(6)和北斗SIM卡(7)；所述北斗一代通信子系统(1)和北斗二代定位授时子系统(2)分别通过各自的天线与相应的卫星进行信号传递，所述北斗一代通信子系统(1)的通信发射同步脉冲信号输出端连接所述北斗二代定位授时子系统(2)的同步脉冲信号输入端，所述北斗一代通信子系统(1)和北斗二代定位授时子系统(2)均与所述处理器(3)双向连接；所述处理器(3)的信号输出端连接所述显示设备(4)的信号输入端；所述键盘(5)的输出端连接所述处理器(3)的信号输入端；所述处理器(3)分别与所述存储器(6)和北斗SIM卡(7)连接；所述北斗一代通信子系统(1)包括第一射频收发模块(8)、通信信号处理模块(9)和同步脉冲产生电路(10)；所述第一射频收发模块(8)通过射频电缆连接卫星通信天线以进行射频信号收发，所述第一射频收发模块(8)的信号输出端连接所述同步脉冲产生电路(10)的第一信号输入端，所述第一射频收发模块(8)与所述通信信号处理模块(9)双向连接，所述通信信号处理模块(9)的信号输出端连接所述同步脉冲产生电路(10)的第二信号输入端，所述通信信号处理模块(9)与所述处理器(3)双向连接；所述北斗二代定位授时子系统(2)包括同步控制模块(11)、第二射频接收模块(12)和导航信号处理模块(13)；所述第二射频接收模块(12)通过射频电缆连接卫星导航天线以进行射频信号接收，所述第二射频接收模块(12)的信号输出端连接所述导航信号处理模块(13)的信号输入端，所述导航信号处理模块(13)分别双向连接所述处理器(3)和同步控制模块(11)，所述同步控制模块(11)的信号输入端连接所述同步脉冲产生电路(10)的信号输出端，所述同步控制模块(11)的信号输出端连接所述第二射频接收模块(12)的控制信号输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种车载北斗双模卫星通信定位授时系统,其特征在于：包括北斗一代通信子系统(1)、北斗二代定位授时子系统(2)、处理器(3)、显示设备(4)、键盘(5)、存储器(6)和北斗SIM卡(7)；所述北斗一代通信子系统(1)和北斗二代定位授时子系统(2)分别通过各自的天线与相应的卫星进行信号传递，所述北斗一代通信子系统(1)的通信发射同步脉冲信号输出端连接所述北斗二代定位授时子系统(2)的同步脉冲信号输入端，所述北斗一代通信子系统(1)和北斗二代定位授时子系统(2)均与所述处理器(3)双向连接；所述处理器(3)的信号输出端连接所述显示设备(4)的信号输入端；所述键盘(5)的输出端连接所述处理器(3)的信号输入端；所述处理器(3)分别与所述存储器(6)和北斗SIM卡(7)连接；所述北斗一代通信子系统(1)包括第一射频收发模块(8)、通信信号处理模块(9)和同步脉冲产生电路(10)；所述第一射频收发模块(8)通过射频电缆连接卫星通信天线以进行射频信号收发，所述第一射频收发模块(8)的信号输出端连接所述同步脉冲产生电路(10)的第一信号输入端，所述第一射频收发模块(8)与所述通信信号处理模块(9)双向连接，所述通信信号处理模块(9)的信号输出端连接所述同步脉冲产生电路(10)的第二信号输入端，所述通信信号处理模块(9)与所述处理器(3)双向连接；所述北斗二代定位授时子系统(2)包括同步控制模块(11)、第二射频接收模块(12)和导航信号处理模块(13)；所述第二射频接收模块(12)通过射频电缆连接卫星导航天线以进行射频信号接收，所述第二射频接收模块(12)的信号输出端连接所述导航信号处理模块(13)的信号输入端，所述导航信号处理模块(13)分别双向连接所述处理器(3)和同步控制模块(11)，所述同步控制模块(11)的信号输入端连接所述同步脉冲产生电路(10)的信号输出端，所述同步控制模块(11)的信号输出端连接所述第二射频接收模块(12)的控制信号输入端。2.如权利要求1所述的车载北斗双模卫星通信定位授时系统，其特征是：所述同步控制模块(11)由第一整形驱动电路(14)和射频开关控制信号产生电路(15)组成；所述同步脉冲产生电路(10)的信号输出端连接所述第一整形驱动电路(14)的信号输入端，所述第一整形驱动电路(14)的第一信号输出端连接所述射频开关控制信号产生电路(15)的第一信号输入端，所述第一整形驱动电路(14)的第二信号输出端连接所述导航信号处理模块(13)以输出整形后的同步脉冲信号给导航信号处理模块(13)，所述导航信号处理模块(13)还与所述射频开关控制信号产生电路(15)的第二信号输入端连接以输出关断信号使能电平给所述射频开关控制信号产生电路(15)；所述射频开关控制信号产生电路(15)的信号输出端连接所述第二射频接收模块(12)的控制信号输入端。3.如权利要求2所述的车载北斗双模卫星通信定位授时系统，其特征是：所述第二射频接收模块(12)由射频开关(16)、滤波放大电路(17)、变频器(18)和A/D转换器(19)组成；所述射频开关(16)通过射频电缆连接北斗导航信号接收天线，所述射频开关控制信号产生电路(15)的信号输出端连接所述射频开关(16)的控制信号输入端，所述射频开关(16)的信号输出端连接所述滤波放大电路(17)的信号输入端，所述滤波放大电路(17)的信号输出端连接所述变频器(18)的信号输入端，所述变频器(18)的信号输出端连接所述A/D转换器(19)的信号输入端，所述A/D转换器(19)的信号输出端连接所述导航信号处理模块(13)的信号输入端。4.如权利要求3所述的车载北斗双模卫星通信定位授时系统，其特征是：所述导航信号处理模块(13)包括基带信息处理协调控制子模块(20)和基带信号处理子模块(21)；所述基带信号处理子模块(21)的信号输入端连接所述A/D转换器(19)的信号输出端；所述基带信号处理子模块(21)包括信号捕获(22)、伪码跟踪(23)、载波跟踪(24)、状态锁存电文提取单元(25)、观...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱剑宁，张继宏，
申请(专利权)人：重庆九洲星熠导航设备有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85