用于个人安全系统的便携式全球定位系统接收机技术方案

根据本发明专利技术，一种用于个人安全系统的便携式ＧＰＳ接收机，其特征在于较小的尺寸、重量和功耗。该接收机包括：输入模块（１）；包含具有Ｎ个信道（１４）的多通道数字相关器（１３）、微处理器（１５）、用于存储信号处理程序的ＲＯＭ存储器（１６）、用于存储在设备工作在标准模式期间的数据的ＲＡＭ存储器（１７）的输出模块（５）；数据输入／输出模块（１０）；无线电收发器模块（１１）；基站（１２）；以及在ＧＰＳ信号阻塞期间起作用的ＲＯＭ存储器（１８）和ＲＡＭ存储器（１９）。作为模块（１５）的同相和正交相关器保证ＧＰＳ信号与Ｃ／Ａ码的Ｋ个拷贝能够同步相关，将ＧＰＳ的符号的一半移位，并且在等于Ｃ／Ａ码出现的时间周期内，将相关的结果连续累加。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于个人安全系统的便携式全球定位系统接收机
本专利技术涉及无线电导航领域，更具体地说，涉及个人安全技术系统，该系统能够根据卫星无线电导航系统的“GPS(全球定位系统)”信号进行定位并且将位置消息以及有关紧急情况的消息传递给监控基站。现有工程技术这里所说的个人安全系统是在监控(跟踪)或控制中使用的跟踪目标的系统方案。这个分支(涉及观察人的位置的分支)的发展被GPS信号接收机的开发前景所证明，即，使GPS接收机具有如此整体尺寸、重量和功率消耗以致能够做成具有个人移动无线通信装置的便携式GPS接收机的结构。因此，最重要的任务之一是最大限度地减小整体尺寸、降低功耗以及简化接收机根据GPS信号进行定位。跟踪目标(例如运输工具)的系统(见[1]在德国的申请(DE)3501035，国际分类号G08 G 1/00，1986年7月17日公开；[2]在EPO的申请(EP)0379198，国际分类号G01 S 5/02，G01 S 5/14，1990年7月25日公开；[3]在EPO的申请(EP)0509775，国际分类号G01 S 5/14，1992年4月15日公开；[4]美国专利(US)5319374，国际分类号G01 S 1/24，G01 S 5/02，G01 S 3/02，G04C11/02，1994年6月7日公开)是公知的，其中被跟踪的目标(运输工具)配备有根据GPS信号定位的单元以及用于与中心站进行无线电通信的设备，该系统对运输工具的位置进行监控。根据GPS信号跟踪运输工具并且在极端的情况下向跟踪站传送关于位置的数据的系统是公知的(例如，见[5]在德国的申请(DE)3839959，国际分类号G08 B 25/00，G08 G 1/123，B60 Q 9/00，H04 Q 7/00，1990年4月12日公开；[6]美国专利(US)5355140，国际分类号G01 S 1/08，G01 S 5/02，1994年10月11日公开；以及[7]PCT申请(WO)93/16452，国际分类号G08G1/123，1993年8月19日公开)。在所说的用于定位的运输工具跟踪和调度系统[1-7]中，使用了配有能保-->证将位置数据和报警信号在无线电信道上传送给跟踪站的附加单元的标准GPS信号接收机。通常，在这样的系统中，GPS信号接收机并不必须严格要求设备最小化和节省功率，并且在接收GPS信号局部阻塞的情况下，定位任务由例如具有惯性系统要素的集合完成。与运输工具的情况相反，在个人安全系统中，对于用于定位的GPS信号接收机，可以提出一些附加需求。一方面，将GPS信号接收机放置在无线电话机身内部的必要性被证明是合理的(例如，见[8]在EPO的申请(EP)0528090，国际分类号G01 S 5/00，1993年2月24日公开)。这就提出了最大限度地减小GPS信号接收装置和其功耗的必要性。另一方面，在GPS信号局部互锁的情况下，例如运行在“树叶底下”的条件下，从而仅能利用自空中接收到的无线电信号时，可能提出提供定位的要求。具有通信信道用于传递极端情况消息的GPS信号接收机(见[9]PCT申请(WO)97/14057，国际分类号G01 S 5/14，G01 S 1/04，1997年4月17日公开)是公知的，其中有在GPS信号局部互锁的条件下确保能够根据GPS信号进行定位的附加装置。选择在[9]中所描述的接收机作为原型机。选为原型机的接收机的一般原理图如图1所示。见图1，原型接收机包含普通的GPS信号接收机的输入单元1，输入单元1包括：顺序连接的射频信号变换器2，其输入也是单元1的输入；用于信号模数转换的单元3，其输出也是单元1的输出；用于信号时钟和外差频率控制的形成器4，其参考输入对应于单元1的控制和参考输入，这样，射频变换器2的外差输入和单元3的时钟输入对应地连接到形成器4的外差和时钟输出上。形成器4配备有用于形成时钟和外差频率信号的装置，例如，频率合成器，它的预先设置的输入形成了形成器4的控制输入。频率合成器的工作来自参考发生器，参考发生器包含在形成器4的结构中。在接收机中，在参考发生器的频率由提供的外部高稳定信号调谐的情况下，参考发生器配备有相应的调谐单元，例如PAAF单元，其参考输入形成了形成器4的同步输入(参考输入)。原型接收机还包含普通GPS信号接收机的输出单元5，单元5的信号输入通过开关6连接到单元3的输出，单元5的时钟输入连接到形成器4的时钟输出。开关6的第二输出顺序地连接到用于储存由单元3形成的信号值样本的-->联合存储器单元7和信号处理器8。存储器单元7的时钟输入连接到形成器4的时钟输出。形成器4的控制输入、开关6的控制输入以及信号处理器8和单元5的数据输入-输出由相应的数据总线连接到判定生成单元9，在判定生成单元9中构成了用于数据处理的微处理器、控制器以及用于储存程序和输入数据的存储器单元。判定生成单元9连接到数据输入-输出单元10和无线电收发器单元11，无线电收发器单元11通过链接接收机和基站12的通信信道接收信令和数据。在这种情况下，当在形成器4中使用外部信号调谐参考发生器(同步)时，无线电收发器单元11参考信号(同步信号)的输出连接到形成器4的相应输入(在图1上，该连接由点线示出)。数据输入-输出单元10可以由例如合适的控制器、键盘或显示器来实现并且单元10配备有接口连接器。无线电收发器单元11可以由调制解调器实现，并且无线电收发器保持与基站12的无线电通信。基站12配备有用于对接收机的报警和定位信息进行信号接收的装置，还有用于自身形成宇宙飞行器数据、关于接收机位置的大致坐标信息和多普勒频移数据的装置，以及用于通过无线电信道向单元11传送这些数据的装置。此外，基站12可以配备有实现传送用于所述的接收机参考发生器频率调谐的参考信号的装置。原型接收机的工作情况如下。来自接收天线输出端的GPS信号到达输入单元1中的射频变换器2的输入，在此处进行降频的信号调理。因此，使用了包含在变换器2的结构中的、处理来自形成器4相应输出端的外差信号(Fr)的混频器。形成器4合成时钟信号(Ft)和外差频率(Fr)，为此目的，使用了由参考发生器形成的参考频率信号，参考发生器位于形成器4的结构中。通过将单元9形成的相应调节码适用于合成器的控制输入端，使合成器形成的预先设置值的频率有效。从射频变换器2输出的信号到达信号模数转换单元3的输入端，此处，它们将被转换为数字类型。在模数转换时，时间采样率由来自形成器4的时钟输出的步调信号(Ft)确定。单元3的输出信号形成了输入单元1的输出信号。-->从输入单元1输出的信号到达开关6的输入，开关6在单元9形成的控制信号的影响下进行工作。在通常的模式中，即，在没有GPS信号互锁的情况下，开关6连接单元1与单元5，此时单元5对接收到的GPS信号进行常规的相关处理，包括频率和延迟信号搜索、代码跟踪、跟踪信号频率和相位测定、有关宇宙飞行器服务信息的提取和解码、导航信息的提取(确定无线电导航参数-RNP)。具体来说，这样实现了在单元5中，位置计算时使用的确定可见卫星噪声信号相关函数的峰值暂时位置。在单元5中进行的相关处理用由来自形成器4的时钟输出的步调信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于个人安全系统的便携式ＧＰＳ接收机，包括普通ＧＰＳ信号接收机中顺序连接的输入和输出单元、数据的输入－输出单元、用于通过通信信道接收和发送数据的无线电收发器单元；无线电收发器单元将接收机与基站连接，其输出的参考信号连接到输入单元的参考输入；输出单元的时钟输入连接到输入单元的时钟输出；输入单元包括顺序连接的（１）射频变换器，它的信号输入是输入单元的信号输入，（２）信号的模数转换单元，它的输出是输入单元的信号输出，（３）时钟信号和外差频率形成器，它的参考输入是输入单元的参考输入；时钟信号和外差频率形成器的外差输出连接到信号的射频变换器的外差输入，其时钟输出为输入单元的时钟输出，连接到信号的模数转换单元的时钟输入，其特征在于：普通ＧＰＳ信号接收机的输出单元包括Ｎ＝８至１２个并行处理信道的多信道数字相关器，这些并行处理的相关器与微处理器连接，微处理器配有用于存储信号处理程序的固定存储器和用于存储数据的可操作存储器，用来在没有ＧＰＳ信号互锁的标准模式下运行，因此，输出单元的微处理器由数据交换总线连接到输入单元的信号时钟和外差频率形成器、数据的输入－输出单元、无线电收发器单元以及附加的用于存储信号处理程序的固定存储器和用于存储数据和在ＧＰＳ信号互锁的条件下多信道数字相关器运行样本的可操作存储器，多信道数字相关器的Ｎ个信道的每个信道配有Ｋ个同相和Ｋ个正交相关器，其中，Ｋ＝２０至４０，这些相关器与相应的存储单元连接，以保证ＧＰＳ信号与Ｃ／Ａ码的Ｋ个拷贝能够同步相关，将ＧＰＳ的Ｃ／Ａ码的数字的一半移位，在等于Ｃ／Ａ码出现的时间内，将相关的结果连续累加。...

【技术特征摘要】
1.一种用于个人安全系统的便携式GPS接收机，包括普通GPS信号接收机中顺序连接的输入和输出单元、数据的输入-输出单元、用于通过通信信道接收和发送数据的无线电收发器单元；无线电收发器单元将接收机与基站连接，其输出的参考信号连接到输入单元的参考输入；输出单元的时钟输入连接到输入单元的时钟输出；输入单元包括顺序连接的(1)射频变换器，它的信号输入是输入单元的信号输入，(2)信号的模数转换单元，它的输出是输入单元的信号输出，(3)时钟信号和外差频率形成器，它的参考输入是输入单元的参考输入；时钟信号和外差频率形成器的外差输出连接到信号的射频变换器的外差输入，其时钟输出为输入单元的时钟输出，连接到信号的模数转换单元的时钟输入，其特征在于：普通GPS信号接收机的输出单元包括N＝8至12个并行处理信道的多信道数字相关器，这些并行处理的相关器与微处理器连接，微处理器配有用于存储信号处理程序的固定存储器和用于存储数据的可操作存储器，用来在没有GPS信号互锁的标准模式下运行，因此，输出单元的微处理器由数据交换总线连接到输入单元的信号时钟和外差频率形成器、数据的输入-输出单元、无线电收发器单元以及附加的用于存储信号处理程序的固定存储器和用于存储数据和在GPS信号互锁的条件下多信道数字相关器运行样本的可操作存储器，多信道数字相关器的N个信道的每个信道配有K个同相和K个正交相关器，其中，K＝20至40，这些相关器与相应的存储单元连接，以保证GPS信号与C...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈L罗格，维克托I马拉欣，弗拉迪米尔N伊万诺夫，丹尼斯G波维雷尼，米克黑尔J西林，瑟盖B皮萨雷夫，博里斯D费多托夫，博里斯V谢博谢维奇，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]