高动态卫星导航接收机制造技术

高动态卫星导航接收机，包括射频处理单元以及与射频处理单元连接的高动态卫星导航接收机处理系统，高动态卫星导航接收机处理系统包括捕获跟踪单元、定位解算单元；捕获跟踪单元包括射频前端控制管理模块和信号捕获跟踪模块，射频前端控制管理模块用于对射频前端参数进行修正调整，信号捕获跟踪模块在软件与逻辑协同工作下实现对GPS和北斗卫星信号的捕获和跟踪；信号捕获跟踪模块采用正负仰角卫星并行捕获算法和信号惯性跟踪算法；定位解算单元包括PVT解算模块和原始观测数据解析模块，所述PVT解算模块根据GPS和北斗码测距信息计算载体位置速度信息；原始观测数据解析模块根据捕获跟踪的卫星信号，解析出载波相位、伪距原始观测数据。 1

High dynamic satellite navigation receiver

A high dynamic satellite navigation receiver, including the radio frequency processing unit and the high dynamic satellite navigation receiver processing system connected with the radio frequency processing unit. The high dynamic satellite navigation receiver processing system includes the capture and tracking unit and the positioning solution unit, and the capture and tracking unit includes the radio frequency front end control management module and the signal capture. The tracking module, the RF front end control management module is used to modify and adjust the parameters of the RF front end. The signal capture and tracking module can capture and track the GPS and Beidou satellite signals under the cooperative work of software and logic. The signal acquisition and tracking module uses the positive and negative elevation satellite, the line capture algorithm and the signal inertial tracking algorithm. The positioning solution unit includes the PVT calculation module and the original observation data analysis module. The PVT calculation module calculates the position velocity information of the carrier according to the distance information of the GPS and the Beidou code. The original observation data parse module analyses the carrier phase and the pseudo distance original observation data according to the captured satellite signals. One

【技术实现步骤摘要】
高动态卫星导航接收机
本专利技术涉及卫星导航接收机，特别涉及一种高动态卫星导航接收机。
技术介绍
为了提高我国弹药的打击精度，精确制导炮弹、火箭弹在弹道飞行过程中都需要有空间和时间信息的支持，卫星导航接收机为弹道飞行器提供高精度的三维位置和速度以及时间信息，同时可提供硬件授时同步脉冲。炮弹弹道条件的显著特点：高冲击、高速度、高旋转等动态条件对接收信号影响较大，从而造成捕获难，跟踪后容易失锁，因此接收机在姿态变化剧烈前提条件下的信号处理方法显的尤为关键。因此，现有高动态卫星导航机存在的问题，有待于进一步改进和发展。
技术实现思路
（一）专利技术目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种快速捕获、跟踪、精确定位的高动态卫星导航接收机。（二）技术方案：高动态卫星导航接收机，包括射频处理单元，其中，还包括与所述射频处理单元连接的高动态卫星导航接收机处理系统，所述高动态卫星导航接收机处理系统分别连接RS232通信单元和应用载荷；高动态卫星导航接收机处理系统包括捕获跟踪单元、定位解算单元、时间管理单元、通信处理单元和异常处理单元；所述捕获跟踪单元包括射频前端控制管理模块和信号捕获跟踪模块，所述射频前端控制管理模块用于对射频前端参数进行修正调整，所述信号捕获跟踪模块在软件与逻辑协同工作下实现对GPS和北斗卫星信号的捕获和跟踪；所述信号捕获跟踪模块采用正负仰角卫星并行捕获算法和信号惯性跟踪算法；所述定位解算单元包括PVT解算模块和原始观测数据解析模块，所述PVT解算模块根据GPS和北斗码测距信息计算载体位置速度信息；所述原始观测数据解析模块根据捕获跟踪的卫星信号，解析出载波相位、伪距原始观测数据；所述时间管理单元包括授时管理模块和时间码管理模块，所述授时管理模块向相关的应用载荷输出1PPS授时信号及GPS时间码，所述时间码管理模块根据信息处理计算机的广播时间码对本地时间进行校时。所述的高动态卫星导航接收机，其中，所述射频处理单元包括低噪声放大器、功分器、频率合成器、混频器、滤波器。所述的高动态卫星导航接收机，其中，所述卫星导航接收机的硬件包括，天线罩、天线、尾座以及接收机，所述天线罩遮罩所述天线并固定在所述尾座上，所述天线通过PCB板固定在所述尾座上；所述尾座包括中空内腔，所述中空内腔内设置接收机。所述的高动态卫星导航接收机，其中，所述接收机包括射频接收板、数字处理板和双层固定架，所述射频接收板和数字处理板分别固定在所述双层固定架的上下层。所述的高动态卫星导航接收机，其中，所述天线罩为锥形，所述天线罩通过螺纹旋接的方式固定在所述尾座的外侧侧壁上。所述的高动态卫星导航接收机，其中，所述射频接收板和数字处理板通过双排排针实现通讯和供电连接。（三）有益效果：本专利技术针对炮弹、火箭弹等高动态、大过载、旋转飞行或姿态变化剧烈的实际需求，阐述了卫星导航接收机的软硬件方案设计技术流程。具有能在“高动态、高旋转、抗高冲击”状态下，快速捕获、跟踪、精确定位的能力。这是目前国内体积、功耗最小的高动态弹载接收机。附图说明图1是本专利技术高动态卫星导航接收机的整体结构示意图；图2是本专利技术高动态卫星导航接收机的处理系统的功能结构示意图；图3是本专利技术高动态卫星导航接收机的硬件结构示意图；图4是本专利技术高动态卫星导航接收机的接收机部分结构示意图；图5是本专利技术高动态卫星导航接收机一个优选的实施例接收机B的原理图；图6是本专利技术高动态卫星导航接收机一个优选的实施例定轨接收机系统原理图；图7是本专利技术高动态卫星导航接收机一个优选的实施例射频信号处理单元的电路图；图8是本专利技术高动态卫星导航接收机一个优选的实施例数字信号处理单元的原理图；图9是本专利技术高动态卫星导航接收机一个优选的实施例外部时钟输入电路图；图10是本专利技术高动态卫星导航接收机一个优选的实施例第一/第二导航模块内部时钟切换电路图。具体实施方式下面结合优选的实施例对本专利技术做进一步详细说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。本专利技术提供的高动态卫星导航接收机，如图1所示，包括射频处理单元，以及与所述射频处理单元连接的高动态卫星导航接收机处理系统，所述高动态卫星导航接收机处理系统分别连接RS232通信单元和应用载荷。所述射频处理单元是连接天线和数字信号处理单元的桥梁，它包含有低噪声放大器、功分器、频率合成器、混频器、滤波器等部分，主要功能是对卫星导航信号进行放大，下变频和数字量化处理，为数字信号处理单元提供数字化的中频信号。本专利技术提供的高动态卫星导航接收机采用GPS、北斗双模接收机的模式，具体的可以使GPS/BD2双模接收机，具有同时及分别接收和处理GPS/BD2两种卫星导航信号的能力；接收GPS星座L1频点信号和BD2星座B1频点信号，实时测量位置、速度、时间等数据，通过RS232接口输出。所述高动态卫星导航接收机提供UTC时间作为卫星时间基准，具备秒脉冲输出功能，用于高精度秒脉冲授时。本专利技术提供的高动态卫星导航接收机具有单GPS定位、单BD2定位和BD2/GPS组合定位三种工作模式，根据GPS星座及BD2星座的状态，实现单GPS、单BD2或组合定位等工作模式切换，保证接收机正常工作。本专利技术具备高动态、大过载恶劣工作条件；具备动态状况下的信号捕获、跟踪、定位能力；具备北斗卫星信号的快速重捕能力；具备快速运动，旋转条件下北斗信号稳定接收，定位能力。本专利技术的高动态卫星导航接收机处理系统包括捕获跟踪单元、定位解算单元、时间管理单元、通信处理单元和异常处理单元。所述捕获跟踪单元包括射频前端控制管理模块和信号捕获跟踪模块，所述射频前端控制管理模块用于对射频前端参数进行修正调整，所述信号捕获跟踪模块在软件与逻辑协同工作下实现对GPS和BD2卫星信号的捕获和跟踪。所述信号捕获跟踪模块采用正负仰角卫星并行捕获算法和信号跟踪算法，能够适应伴星随船飞行及释放初期姿态大范围机动时连续跟踪定位需求，即使飞行器出现1000rpm转速的极限旋转状态也能适应。所述正负仰角卫星并行捕获算法采用部分匹配滤波(PartialMatchedFilter,PMF)加短时傅立叶变换（Short-timeFourierTransform，STFT）方法实现，通过PMF实现串行码相位搜索，通过STFT实现并行载波多普勒搜索。当所述信号捕获跟踪模块接收信号的伪码相位和本地伪码相位对齐时，认为信号的伪码被完全剥离，剩下的是包含载波多普勒频率的连续信号，然后将该连续信号均匀分段累加，一般分成N段，从而得到N个部分累加结果，然后将这N个累加结果顺序做M点的STFT的变换，其中M大于等于N，假设L=M-N，则N个累加值后再补充L个零，以满足M点FFT的要求。通过PMF+STFT的方法，当码相位对齐时，STFT的能得到频率峰值，从而认为此时的码相位和峰值对应的频率是搜索到码相位和载波多普勒频率。所述信号跟踪算法包括三部分：第一部分是载波跟踪环，以实时跟踪信号载波频率和相位，载波跟踪环采用传统的二阶锁频环（FLL）辅助三阶锁相环（PLL），从而实现载波多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高动态卫星导航接收机，包括射频处理单元，其特征在于，

【技术特征摘要】
2017.08.31 CN 2017211090301;2017.08.31 CN 201721101.高动态卫星导航接收机，包括射频处理单元，其特征在于，还包括及与所述射频处理单元连接的高动态卫星导航接收机处理系统，所述高动态卫星导航接收机处理系统分别连接RS232通信单元和应用载荷；高动态卫星导航接收机处理系统包括捕获跟踪单元、定位解算单元、时间管理单元、通信处理单元和异常处理单元；所述捕获跟踪单元包括射频前端控制管理模块和信号捕获跟踪模块，所述射频前端控制管理模块用于对射频前端参数进行修正调整，所述信号捕获跟踪模块在软件与逻辑协同工作下实现对GPS和北斗卫星信号的捕获和跟踪；所述信号捕获跟踪模块采用正负仰角卫星并行捕获算法和信号惯性跟踪算法；所述定位解算单元包括PVT解算模块和原始观测数据解析模块，所述PVT解算模块根据GPS和北斗码测距信息计算载体位置速度信息；所述原始观测数据解析模块根据捕获跟踪的卫星信号，解析出载波相位、伪距原始观测数据；所述时...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚阳，
申请(专利权)人：国科天成北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11