处理所接收的卫星无线电信号制造技术

本发明专利技术公开了一种处理所接收的卫星无线电信号的方法，其中，通过共用天线接收来自多个卫星的信号。所接收的信号被数字化以产生数字化信号样值的时间序列，并且获取表示多个卫星中的每个卫星的信号的多个复制品。从每个复制品中选择至少一个样值，并且将寄存器的单元设置成等于所选择的复制品样值。此后，依次对于每个所述数字化信号样值，将数字化信号样值的值与寄存器的单元的每个值组合，以产生相应的修改值；以及累加与每个所述寄存器单元相应的修改值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及卫星导航系统，尤其涉及在能接收和处理卫星信号的无线电接收 机内用软件或固件程序对数据样值的处理。
技术介绍
卫星导航系统使用航空无线电导航系统(ARNS)和无线电导航卫星系统(RNSS)无 线频带来提供受保护的测距信号，专用的无线接收机通过该测距信号来确定它的天线的位 置。全球定位系统(GPS)就是所部署的全球导航卫星系统(GNSS)的一个例子。GPS包括空间、控制和用户部分。空间部分包括多个轨道卫星(或者称为航天器， SV)，每个卫星发射若干测距信号，来自若干卫星的信号一起被用来确定在控制和用户部分 内所用的许多接收机的位置。控制部分测量来自可见卫星星座的测距信号，并且使用这数 据来确定星座内卫星的历史轨道。算法还使用每个卫星受到的力的信息来形成描述每个卫 星不久将来的轨道工况的模型。轨道预测被变换成一组非常近似地描述轨道的参数。这些 参数被发送给每个卫星，存储在卫星内部存储器内，供卫星以后在这些参数有效期内转发。 每组轨道预测参数涉及这些参数以最小误差模拟的轨道的特定部分。这样的参数通常被称 为星历参数。对于GPS和伽利略系统(另一个正在开发中的GNSS系统)，用改进的开普勒 模型作为参数集的基础。卫星还发送描述每个卫星所载有的原子钟的工况的时钟参数。卫星时钟相对GPS 时间基准的漂移由包括卫星时钟时间相对GNSS系统的全球时间基准的偏移、漂移率和漂 移加速参数的三参数模型描述。对于GPS来说，全球时间基准时间至少保存在时钟系综内， 其中的一些时钟位于华盛顿DC的美国海军天文台。作为本专利技术有关的GNSS系统的一个例子，下面将对GPS卫星导航系统的工作情况 进行说明。在2007年10月，空间部分包括由27颗有源卫星构成的最小星座和一些有源备 用卫星，总共31颗卫星。虽然卫星具有超过7年的设计寿命，但许多卫星达到较长的寿命 才损坏得失去控制或不起作用。当前星座内的卫星的平均寿命大约为8. 7年。这些卫星处 在6个各与地球赤道平面成55°的轨道平面内。每颗卫星12个小时的恒星时间(不是地 球的太阳时标)运行一周。在理想情况下，卫星会被定位成沿着每个轨道相隔均勻的角位 置，即72°，但是实际上有源备用卫星通常有目的地被预先定位成靠近那些近期要失效的 卫星。GPS接收机通过计算卫星发送信号到在地球表面或接近地球表面的接收机接收到 这信号之间的时间延迟来确定它们各自的位置。传输时间延迟(通过乘以无线电波的速 度)提供了接收机与相应卫星之间的距离的良好近似。每个卫星广播呈现为直接序列扩频 码形式的测距信号，用来标识卫星和承载在每个卫星内预先确定的初相(印och)。初相是与 卫星代码产生器跃迁到代码序列内特定状态关联的事件。初相用来标识信号的发送时间。 接收机用初相来建立相对本地接收机时钟的接收时刻。GPS卫星还广播含有每个卫星轨道的星历参数和卫星时钟校正参数的数据消息。数据消息包括标识卫星广播中特定事件的发送时间(按照卫星时钟)或可识别初相的时 间消息(例如，在GPS内的所谓ζ计数)。这数据包括在粗/截获(C/A)消息内的转换字 (Hand-Over Word,HOW)内。ζ计数标识了与下一个数据子帧开始处的数据比特跃迁相应的 时刻。这个时间信号允许接收机无模糊地确定接收到这个事件的时间的时间标签。知道了 每个信号的相应发送时间，接收机就可以确定到卫星的距离，虽然还要用星历数据来计算 卫星在它发送它的信号时的位置。最后，接收机将对卫星位置的认识与所确定的距离相组 合，计算出接收机的位置。每个卫星发送作为对载波分量的二进制相移键控(BPSK)调制的测距信号。测距 信号的特征为可以在接收机内产生复制品(在这里称为卫星码复制品)的已知持续时间的 扩频码。对于扩频码的每个元，发送一个扩频码元，它的二进制符号由特定发送时间的扩频 码的状态确定。扩频码元对于诸如GPS C/A码和GPS加密精确(P(Y))码之类的信号来说 是一个矩形脉冲。新的信号包括所谓的L2CM/CL码和M码，对于这些新信号来说扩频码元 是不同的。消息数据率(几十赫兹)与扩频码率(兆赫级)之间的巨大差异使得可以将相 移键控同时用于对同一载波的两种调制。对GPS信号的搜索和截获过程以及读出星历和时钟数据是费时的，并且在计算接 收机的位置中引进延迟。此外，往往会有卫星信号被堵塞的情况，例如是由于建筑物或树 叶的遮蔽而引起的，或者是由于在没有到任何卫星的直接视线的建筑物内进行操作而引起 的。在这些情况下，所接收的信号电平可能太低，不能无误差地被解调和得出卫星数据。然 而，即使在这些信号受到恶化的情况下，接收机通常也能对卫星信号进行跟踪。即使是载波 功率与噪声功率密度之比(C/No)低，仍然可能测量时间的延迟。在这样的情况下，利用来 自外部的星历和时间数据源(例如，通过双向无线或蜂窝通信链路所提供)的辅助数据，可 以得出定位解。此外，通过从诸如以上所述的替代源接收数据消息的版本，可以减少截获卫 星信号和解码出数据消息所需的时间。GPS辅助措施需要外部知道的绝对时间的精度在1至10毫秒内，这样才能精确地 确定卫星位置。许多无线通统不能提供这样的时间同步精度。例如，AMPS蜂窝电话系统就 不支持时间信息，而北美的TDMA蜂窝电话系统(当前)也不支持时间信息。CDMA蜂窝系 统支持时间辅助措施，因为每个基站以同步体制运行。CDMA系统用GPS接收机来提供同步 CDMA系统的时间基准。GSM蜂窝电话系统能支援定时信息，只是要外加外部设备(定位信 号测量单元，LMU)，因为基站是异步的。或者，增强的GPS(EGPS)利用基站时钟作为一旦被 截获的GPS时间的储存库，提供在诸如GSM之类的异步系统内时间变换的解。已经表明，这 些时钟的稳定性几乎无限期地提供了可接受的时间恢复。同时，EGPS允许每个移动台(MS) 在网络内漫游而无需传送它自身的位置。如果需要的话，EGPS的测距能力允许确定MS的 位置和校准先前未校准的基站时钟。每个所发送的GPS信号都是一个直接序列扩频信号。当前，广播是在标为 Ll (1575. 42MHz)和L2(1227. 60MHz)的两个频率上进行的。其中一些信号已经可以民用，被 称为标准定位服务。大部分在Ll上可用，这些利用扩频速率为1.023MHz的扩频码。每个 卫星发送各自的独特伪随机码(从一族所谓的Gold码中获取)，它标识了本卫星，并且使得 从若干卫星同时发送的要被单个接收机同时接收的信号对任何一个由其他卫星发送的信 号可以没有多少干扰。C/A伪随机数(PRN)码序列长度为1023个码片，与一段1毫秒的时间相应。每个所接收的GPS信号根据以1.023MHz的速率发送的1023个码片的重复PRN模 式构建。在信号电平非常低的情况下PRN模式仍可以观察到，通过对许多个PRN帧的平均 可以提供不模糊的时间延迟测量。接收机所测得的传输时间延迟称为“亚毫秒伪距”，因为 它们已知为1毫秒的PRN序列帧界的模。最少四个伪距再加上传输时间足以解出GPS接收机的位置。在GPS系统内，发送 时间从卫星在以50Hz的数据率叠加在1. 023MHz的PRN码上的导航消息内广播。这是一个 BPSK数据流，数据比特跃迁与PRN帧的开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理所接收的卫星无线电信号的方法，包括下列步骤：通过共用天线接收来自多个卫星的信号；数字化所接收的信号，以产生数字化信号样值的时间序列；获取表示所述多个卫星中的每个卫星的信号的多个复制品；从每个所述复制品中选择至少一个样值；将寄存器的单元设置为等于所选择的复制品样值；以及依次地，对于每个所述数字化信号样值，将所述数字化信号样值的值与寄存器的单元的每个值组合，以产生相应的修改值；以及累加与每个所述寄存器单元相应的修改值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RW罗威，AR普拉特，PJ多夫特斯密斯，
申请(专利权)人：剑桥定位系统有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]