一种直升机机载的导航卫星接收机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直升机机载的导航卫星接收机，包括：卫星信号接收单元、抗直升机旋翼干扰单元、第一模数转换器以及基带处理器；其中，基带处理器包括部分匹配滤波与快速傅立叶变换结合的分层并行处理器、信号截获处理器，分层并行处理器与信号截获处理器相连；其中，抗直升机旋翼干扰单元分别与卫星信号接收单元和第一模数转换器相连，第一模数转换器与基带处理器相连。本实用新型专利技术能够有效地消除直升机旋翼以及机身谐振对接收卫星信号形成的调制干扰，加快卫星信号的捕获速度，以及提高卫星信号的捕获概率。

A helicopter borne navigation satellite receiver

The utility model discloses a helicopter navigation satellite receiver, which comprises a satellite signal receiving unit, an anti helicopter rotor interference unit, a first analog to digital converter and a baseband processor, wherein the baseband processor includes a layered parallel processor combining partial matched filtering and fast Fu Liye transform, a signal intercepting processor, a layered parallel processor and a signal intercept. The helicopter rotor interference unit is respectively connected with the satellite signal receiving unit and the first analog to digital converter, and the first analog to digital converter is connected with the baseband processor. The utility model can effectively eliminate the modulation interference of helicopter rotor and fuselage resonance on the received satellite signal, accelerate the acquisition speed of satellite signal, and improve the acquisition probability of satellite signal.

【技术实现步骤摘要】
一种直升机机载的导航卫星接收机
本技术涉及卫星导航技术，尤指一种直升机机载的导航卫星接收机。
技术介绍
随着北斗卫星导航系统第三代的成形，其良好的技术性能、准确的导航精度和完善的服务体系得到了各行各业的肯定，应用范围逐步扩大到全世界，服务对象也由以陆上用户为主扩展到海、空用户。为了保证直升机的飞行安全，很有必要实时为机场指控中心和驾驶员提供位置信息和短消息互联，直升机作为一种特殊的用户群体正逐步安装北斗用户机。然而，考虑到在直升机旋翼下工作的特殊性，给北斗用户机(包括发射机和接收机)的安装带来了困难。目前，安装有北斗用户机的直升机开机后，特别是直升机转向调姿时，北斗用户机的接收机的载波环、码环有失锁现象，而且对卫星信号的捕获时间和捕获概率均低于技术指标要求。具体而言，直升机旋翼的材质一般是金属的，它在北斗用户机的天线上方旋转，对北斗用户机接收的卫星信号形成了一个低频调制，经过北斗用户机的终端解调，呈现为信号相位的抖动，导致载波信号频率测量误差增大，严重时将造成多普勒频率锁相环失锁；而且，信号相位的抖动还会使码环无法稳定工作，严重时将造成码环失锁而丢失卫星信号。旋转的金属材质旋翼，还会在北斗用户机的天线上方形成一个屏蔽层，衰减到达天线的卫星信号功率。另外，直升机的特点是在飞行中随时需要调整姿态，但是这样会使北斗用户机的天线不能保持较好的增益方向对准卫星，造成接收卫星信号电平的降低，影响到达解调终端的信号的载噪比，将会使接收机捕获或锁定卫星信号困难，有时信号可能会丢失，还需要重新捕获。此外，直升机执行任务往往必须做到“启动即投入”，因而要求机载北斗用户机能作到受命起飞和卫星信号失锁时，即时快速捕获信号。
技术实现思路
本技术提供了一种直升机机载的导航卫星接收机，能够有效地消除直升机旋翼以及机身谐振对接收卫星信号形成的调制干扰，加快卫星信号的捕获速度，以及提高卫星信号的捕获概率。本技术提供了一种直升机机载的导航卫星接收机，包括：卫星信号接收单元、抗直升机旋翼干扰单元、第一模数转换器以及基带处理器；所述基带处理器包括部分匹配滤波与快速傅立叶变换结合的分层并行处理器、信号截获处理器，所述分层并行处理器与所述信号截获处理器相连；其中，所述抗直升机旋翼干扰单元分别与所述卫星信号接收单元和所述第一模数转换器相连，所述第一模数转换器与所述基带处理器相连。本申请实施例通过抗直升机旋翼干扰单元，可以消除直升机旋翼以及机身谐振对接收卫星信号形成的调制干扰；通过部分匹配滤波(PMF，PartialMatchedFiltering)和快速傅立叶变换(FFT，FastFourierTransformation)结合的分层并行处理器(简称为PMF-FFT分层并行处理器)，可以实现对卫星信号的快速捕获；通过信号截获处理器，可以提高卫星信号的捕获概率。如此，本申请实施例可以有效地消除直升机旋翼以及机身谐振对接收卫星信号形成的调制干扰，加快了卫星信号的捕获速度，提升了捕获概率，而且码跟踪环、载波跟踪环锁定稳定，在直升机的动态飞行中可以保持较高的定位精度，从而满足了直升机机载的导航卫星接收机的技术指标要求。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。图1为本申请实施例提供的直升机机载的导航卫星接收机的示例图；图2为本申请实施例中的抗直升机旋翼干扰单元的示意图；图3为本申请实施例中的PMF-FFT分层并行处理器的示意图。具体实施方式下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。在本申请实施例中，直升机机载的导航卫星接收机以直升机机载的北斗用户机(包括发射机和接收机)为例进行说明。下面先对北斗用户机有关的技术指标要求、北斗用户机的接收机的卫星信号体制、捕获原理和过程进行说明。北斗用户机的接收机有关技术指标要求如下：首次捕获时间：≤120秒(时间模糊度±1秒)；捕获概率：≥0.95。北斗系统通过北斗卫星向用户机连续不断地发送导航定位信号。RDSS(RadioDeterminationSatelliteService，卫星无线电测定业务)系统已经定型，不再叙述。RNSS(RadioNavigationSatelliteSystem，卫星无线电导航定位工作方式)的卫星信号包括：三种载波信号B1、B2和B3；其中，B1的频率为1561.098MHz，B2的频率为1207.52MHz；B3的频率为1268.6052MHz；调制在载波信号B1、B2和B3上的伪随机噪声码有C/A码(CoarseAcquisitionCode，粗捕获码，频率为2.046MHz)和P码(PreciseCode，精码，频率为10.23MHz)；调制在载波信号B1、B2和B3上的导航电文，称为D码。北斗卫星信号采用二级调制。首先用P码与低码率(50Hz)的数据D码模2和构成复合码C/A码与D码模2和构成复合码然后用和复合码或复合码对载波L进行调制，既节省卫星的电能，又增强抗干扰性和保密性。北斗卫星向用户机发送以下三种已调制的载波信号：式(1)中，Ap、Ac分别为载波信号B1的同相载波分量和正交载波分量的振幅；Bp、Bc分别为载波信号B2的同相载波分量和正交载波分量的振幅；Cp、Cc分别为载波信号B3的同相载波分量和正交载波分量的振幅；Pi(t)、Gi(t)和Di(t)分别为第i颗卫星的P码、C/A码和D码；ω1、ω2、ω3分别为载波信号B1、B2和B3的角频率；分别为第i颗卫星的载波信号B1、B2和B3的初相。北斗用户机的接收机的主要工作是获取卫星信号发送的信息码，即P码、C/A码和D码。为此，要先解调调制在每一个码元上的随机码即PN码(Pseudo-NoiseCode，一种与白噪声类似的自相关性质的0和1构成的编码序列，又称伪随机码，即P码和C/A码)；当接收到的卫星信号的PN码与本地产生的PN码的相位一致，经过自相关运算，得到的功率谱为最大，如果该功率谱超过捕获门限，即可认为本地的PN码复现了卫星信号的PN码，捕获成功。本申请实施例采用了基于部分匹配滤波(PMF，PartialMatchedFiltering)和快速傅立叶变换(FFT，FastFourierTransformation)结合的捕获算法。设接收信号的伪码长度为N，码片宽度为Tc，载波多普勒为fd，部分匹配滤波器的数量为K、长度为M(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直升机机载的导航卫星接收机，其特征在于，包括：/n卫星信号接收单元、抗直升机旋翼干扰单元、第一模数转换器以及基带处理器；所述基带处理器包括部分匹配滤波与快速傅立叶变换结合的分层并行处理器、信号截获处理器，所述分层并行处理器与所述信号截获处理器相连；/n其中，所述抗直升机旋翼干扰单元分别与所述卫星信号接收单元和所述第一模数转换器相连，所述第一模数转换器与所述基带处理器相连；/n所述抗直升机旋翼干扰单元包括：第二模数转换器、快速傅立叶变换模块、干扰信号判读模块、干扰信号分析模块、干扰信号处理滤波器以及数模转换器；/n所述第二模数转换器与所述卫星信号接收单元相连，所述快速傅立叶变换模块分别与所述第二模数转换器和所述干扰信号判读模块相连，所述干扰信号分析模块分别与所述干扰信号判读模块和所述干扰信号处理滤波器相连，所述数模转换器分别与所述干扰信号判读模块和所述干扰信号处理滤波器相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种直升机机载的导航卫星接收机，其特征在于，包括：
卫星信号接收单元、抗直升机旋翼干扰单元、第一模数转换器以及基带处理器；所述基带处理器包括部分匹配滤波与快速傅立叶变换结合的分层并行处理器、信号截获处理器，所述分层并行处理器与所述信号截获处理器相连；
其中，所述抗直升机旋翼干扰单元分别与所述卫星信号接收单元和所述第一模数转换器相连，所述第一模数转换器与所述基带处理器相连；
所述抗直升机旋翼干扰单元包括：第二模数转换器、快速傅立叶变换模块、干扰信号判读模块、干扰信号分析模块、干扰信号处理滤波器以及数模转换器；
所述第二模数转换器与所述卫星信号接收单元相连，所述快速傅立叶变换模块分别与所述第二模数转换器和所述干扰信号判读模块相连，所述干扰信号分析模块分别与所述干扰信号判读模块和所述干扰信号处理滤波器相连，所述数模转换器分别与所述干扰信号判读模块和所述干扰信号处理滤波器相连。


2.根据权利要求1所述的导航卫星接收机，其特征在于，所述分层并行处理器包括：码钟产生器、载波发生器、数字下变频器、第一抽取滤波模块、第二抽取滤波模块、部分匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倬民，王立强，徐永强，周俊，仉树军，赵维政，周涛，
申请(专利权)人：北京北斗星通导航技术股份有限公司，北京北斗星通信息装备有限公司，中国人民解放军陆军航空兵学院陆军航空兵研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11