一种用于导航的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于导航的装置，包括：捕获跟踪处理模块，报文提取模块，观测量提取模块，定位解算模块，输出模块。通过捕获跟踪处理模块对卫星信号进行持续跟踪得到卫星的导航电文比特数据；通过报文提取模块，观测量提取模块，获得卫星导航电文和观测量，然后通过定位解算模块进行定位解算，并通过输出模块根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式进行输出，可以自动持续的获得卫星的导航电文比特数据进行定位，进而避免出现导航不及时的情况发生，具有及时准确的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及卫星通信
，尤其涉及一种用于导航的装置。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，卫星通信技术也得到了飞速的发展，电子产品的种类也越来越多，人们也享受到了科技发展带来的各种便利。现在人们可以通过各种类型的电子设备，享受随着科技发展带来的舒适生活。例如导航仪便是现代科技的产物，导航仪多用于汽车上，用于定位、导航和娱乐，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，车载导航仪显得很重要，准确定位、导航、娱乐功能集于一身的导航更能满足车主的需求，成为车上的基本装备。但是，目前的导航仪的导航并不精确，经常会出现导航路线错误或者导航不及时的状况，例如在导航的过程中出现导航延迟，不能及时获得后续行进路线，使车主不知所措；或者将车主错误引导至海里，增加车主危险。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于导航的装置，包括：捕获跟踪处理模块，用于对卫星信号进行持续跟踪，并得到卫星的导航电文比特数据；报文提取模块，用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中提取出卫星导航电文；观测量提取模块，用于从所述导航电文比特数据中提取出观测量；定位解算模块，用于根据所述观测量和所述卫星导航电文进行联合定位，获得导航结果；输出模块，用于根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式输出所述导航结果。优选的，所述卫星导航电文包括卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星历书。<br>优选的，所述观测量提取模块，具体用于根据基带处理数据得到被跟踪卫星的伪距观测量、或多普勒观测量、或载波相位观测量。优选的，所述伪距观测量是利用卫星信号的传输时间乘以光速得到信号的传输距离；所述卫星信号的传输时间指卫星信号发送时间tsv减去接收机本地时间tu。优选的，所述多普勒观测量是在得到载波NCO的频率值后，将所述载波NCO的频率值与射频前端的标称中频值fc相减获得。优选的，所述定位解算模块具体包括：计算模块，用于根据所述卫星的星历计算出卫星的位置；定位解算模块，用于利用所述卫星的位置和所述观测量对用户位置进行定位解算。优选的，所述计算模块具体用于：第一步：计算卫星运动的平均角速度n；第二步：计算观测瞬间卫星的平近点角Ms；Ms＝M0+n(t-toe)；式中，M0为参考时刻toe时的平近点角，由广播星历给出；第三步：计算偏近点角：Es＝Ms+essinEs；第四步：计算近点角fs：第五步：计算升交距角式中，ω为近地点角距，由广播星历给出；第六步：计算摄动改正项；第七步：对升交距角卫星矢径r、轨道倾角i进行摄动改正；第八步：计算卫星在轨道面坐标系中的位置；第九步：计算观测瞬间升交点的经度L；第十步：计算卫星在瞬时地球坐标系中的位置；第十一步：计算卫星在协议地球坐标系中的位置。优选的，所述平均角速度n通过以下步骤获得：首先根据广播星历中给出的参数计算出参考时刻toe的平均角速度n0：式中，GM为万有引力常数G与地球总质量M的乘积，GM＝3.9860047×1014m3/s2，然后根据广播星历中给定的摄动参数△n计算观测时刻卫星的平均角速度n：n＝n0+△n。优选的，所述计算摄动改正项包括以下步骤：通过广播星历中给出的Cuc、Cus、Crc、Crs、Cic、Cis6个摄动参数，求出由于地球引力场位函数的二阶带谐系数项而引起的升交距角μ的摄动改正项δμ、卫星矢径r的摄动改正项δr，和卫星轨道倾角i的摄动改正项δi，计算公式如下：δμ=Cuccos2μ~+Cussin2μ~]]>δr=Crccos2μ~+Crssin2μ~]]>δi=Ciccos2μ~+Cissin2μ~.]]>优选的，所述对升交距角卫星矢径r、轨道倾角i进行摄动改正的步骤为：μ~=μ~+δμ]]>r＝as(1-escosEs)+δri=i0+δi+didt(t-toe)]]>式中：as为卫星轨道的长半径，i0为toe时刻的轨道倾角，由广播星历中的开普勒参数给出；为i的变化率，由广播星历中的摄动参数给出。通过本专利技术的一个或者多个技术方案，本专利技术具有以下有益效果或者优点：本专利技术提供了一种用于导航的装置，包括：捕获跟踪处理模块，报文提取模块，观测量提取模块，定位解算模块，输出模块。通过捕获跟踪处理模块对卫星信号进行持续跟踪得到卫星的导航电文比特数据；通过报文提取模块，观测量提取模块，获得卫星导航电文和观测量，然后通过定位解算模块进行定位解算，并通过输出模块根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式进行输出，可以自动持续的获得卫星的导航电文比特数据进行定位，进而避免出现导航不及时的情况发生，具有及时准确的技术效果。附图说明图1为本专利技术实施例中用于导航的装置的结构示意图。具体实施方式为了使本申请所属
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。本专利技术描述的一种用于导航的装置，从原理上主要分为四部分：捕获跟踪处理部分、报文和观测量提取部分、定位解算及系统输出。基于上述原理，用于导航的装置的结构如图1所示。用于导航的装置主要包括：捕获跟踪处理模块11，报文提取模块12，观测量提取模块13，定位解算模块14，输出模块15。捕获跟踪处理模块11，用于对卫星信号进行持续跟踪，并得到卫星的导航电文比特数据；报文提取模块12，用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中提取出卫星导航电文；观测量提取模块13，用于从所述导航电文比特数据中提取出观测量。定位解算模块14，用于根据所述观测量和所述卫星导航电文进行联合定位，获得导航结果；输出模块15，用于根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式输出所述导航结果。下面分别介绍各个模块的具体功能。在捕获跟踪处理模块11中，捕获跟踪数据处理包括转换通道状态、调整跟踪载波环路和码环路状态、维持正确跟踪状态、得出正确多普勒、码相位以及载波相位等信息，还会进行比特同步和卫星的导航电文比特数据。在测量时刻，捕获跟踪数据处理模块会把得到的观测量值进行封装，通过系统接口传递给下一个单元(报文提取模块12，观测量提取模块13)，进行报文解算和观测量提取。报文提取模块12用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中提取出卫星星历、历书、UTC参数、电离层参数等导航电文。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于导航的装置，其特征在于，包括：捕获跟踪处理模块，用于对卫星信号进行持续跟踪，并得到卫星的导航电文比特数据；报文提取模块，用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中提取出卫星导航电文；观测量提取模块，用于从所述导航电文比特数据中提取出观测量；定位解算模块，用于根据所述观测量和所述卫星导航电文进行联合定位，获得导航结果；输出模块，用于根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式输出所述导航结果。

【技术特征摘要】
1.一种用于导航的装置，其特征在于，包括：
捕获跟踪处理模块，用于对卫星信号进行持续跟踪，并得到卫星的导航电文比特数据；
报文提取模块，用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中提取
出卫星导航电文；
观测量提取模块，用于从所述导航电文比特数据中提取出观测量；
定位解算模块，用于根据所述观测量和所述卫星导航电文进行联合定位，获得导航结
果；
输出模块，用于根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式输出所述导航结果。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卫星导航电文包括卫星的星历、卫星工
作状态、时间装置、卫星历书。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述观测量提取模块，具体用于根据基带处
理数据得到被跟踪卫星的伪距观测量、或多普勒观测量、或载波相位观测量。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述伪距观测量是利用卫星信号的传输时间
乘以光速得到信号的传输距离；所述卫星信号的传输时间指卫星信号发送时间tsv减去接收
机本地时间tu。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多普勒观测量是在得到载波NCO的频率
值后，将所述载波NCO的频率值与射频前端的标称中频值fc相减获得。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述定位解算模块具体包括：
计算模块，用于根据所述卫星的星历计算出卫星的位置；
定位解算模块，用于利用所述卫星的位置和所述观测量对用户位置进行定位解算。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：
第一步：计算卫星运动的平均角速度n；
第二步：计算观测瞬间卫星的平近点角Ms；
Ms＝M0+n(t-toe)；式中，M0为参考时刻toe时的平近点角，由广播星历给出；
第三步：计算偏近点角：Es＝Ms+essinEs；
第四步：计算近点角fs：fs=srctan1-es2...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志超，程庆宝，高莉丽，李丽，
申请(专利权)人：北京光华纺织集团有限公司，北京光华启明烽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11