GNSS多系统兼容互操作用户终端技术方案

本实用新型专利技术涉及一种GNSS多系统兼容互操作用户终端，包括天线模块，射频通道，可配置信号处理模块，嵌入式处理模块和用户界面；其中所述天线模块为多频点原极化天线；所述射频通道实现信号分离和抑制镜像；所述可配置信号处理模块是参数可配置的且使用可配置扩频码发生器在同一模块下兼容捕获多系统信号，包括多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复用单元；所述嵌入式处理模块实现组合导航和相关配置。本实用新型专利技术可以同时使用多个卫星导航定位系统，跟踪多个系统的卫星，通过获得冗余卫星保证卫星信号的完好性和连续性，从而提高定位性能。本实用新型专利技术极大提高终端性能、并降低成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种GNSS多系统兼容互操作用户终端，特别涉及一种北斗/GPS/GL0NASS/GALIE0的多系统兼容互操作用户终端。
技术介绍
自美国GPS和俄罗斯GL0NASS之后，欧洲GALILEO、中国北斗等其它全球卫星导航系统(GNSS)也迅速发展起来，多GNSS系统的建设，使系统间兼容与互操作成为各大系统和谐共处、提供更好服务、提高市场竞争力的必然手段。“互操作”(Interoperability)是指联合使用多定位、导航和授时系统所提供的服务，从而在用户层面提供较好的性能服务，而 不是依靠单一系统的服务或信号来获得服务。该定义有两层含义首先，互操作意味着不同的GNSS系统可以独立提供相同的服务結果，当然是在各自系统的标称精度范围内，即所谓的“系统互操作”;另外，互操作意味着除了系统自身提供信号之外还需要其他系统的信号，这些信号性能相似可以用来简化GNSS多系统接收机的设计，即所谓的“信号互操作”。目前，使用単一卫星导航系统定位时由于存在导航定位测量的间隙时段和外部干扰使得定位的连续性差，可靠性低，精度不高，而使用単一卫星导航系统在做多卫星导航接收时需设置多套接收设备增加了成本。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供ー种功能完善、可进行连续和可靠的高精度导航定位的GNSS多系统兼容互操作用户终端。为了解决上述问题，本技术提供的GNSS多系统兼容互操作用户终端包括天线模块，射频通道，可配置信号处理模块，嵌入式处理模块和用户界面；其中所述天线模块为多频点原极化天线；所述射频通道实现信号分离和抑制镜像；所述可配置信号处理模块是參数可配置的且使用可配置扩频码发生器在同一模块下兼容捕获多系统信号，包括多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复用单元；所述嵌入式处理模块实现组合导航和相关配置；所述天线模块与射频通道相连，所述射频通道分别与多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复用单元相连，多系统互操作跟踪通道复用单元相连分别与多系统互操作信号捕获单元和嵌入式处理模块相连。所述多系统互操作跟踪通道复用单元使用解扩DLL环路解调和COSTAS环路结构，环路中扩频码、载波NC0、扩频码NCO的产生可配置。所述射频通道包括射频模块，包括低噪声放大器、下变频器、晶振、频率综合器，自动增益控制器以及模数转换器；所述晶振和频率综合器为系统处理部件提供频标和频率源；所述晶振与所述频率综合器相连；所述低噪声放大器、频率综合器、自动增益控制器分别与下变频器相连；所述下变频器与模数转换器相连；所述模数转换器与自动增益控制器相连。所述多系统互操作信号捕获单元包括低通滤波器、码发生与缓存器、MXN缓存器、N阶匹配滤波器、M点FFT变换器、平方和运算器和峰值检测器；所述低通滤波器，码发生与缓存器和MXN缓存器分别与N阶匹配滤波器相连；所述M点FFT变换器和峰值检测器分别与平方和运算器相连。所述嵌入式处理模块包括多系统互操作信息处理单元和导航信息融合単元；所述多系统互操作信息处理单元完成各卫星系统定位导航数据的计算；所述导航信息融合単元负责通道调度和人机交互。所述载波NCO包括中心频率配置寄存器、频率偏移控制寄存器、驱动时钟周期配置寄存器和载波相位累加器、正交相移，SIN函数映射表模块。嵌入式处理模块分别与中心频率配置寄存器、频率偏移控制寄存器、驱动时钟周期配置寄存器和载波相位累加器相连；中心频率配置寄存器、频率偏移控制寄存器分别与第一加法器相连；驱动时钟周期配置寄存器与第三乘法器相连；载波相位累加器分别与第二加法器、正交相移SIN函数映射表模块相连；第四乘法器分别与第一加法器、第三乘法器、第二加法器相连；正交相移与SIN函数映射表模块相连。 所述扩频码NCO包括中心频率配置寄存器、频率偏移控制寄存器、驱动时钟周期配置寄存器和载波相位累加器、相位/幅度函数映射表模块，所述嵌入式处理模块分别与中心频率配置寄存器、频率偏移控制寄存器、驱动时钟周期配置寄存器和载波相位累加器相连；中心频率配置寄存器、频率偏移控制寄存器分别与第一加法器相连；驱动时钟周期配置寄存器与第三乘法相位/幅度函数映射表模块相连；第四乘法器分别与第一加法器、第三乘法器、第二加法器相连。所述扩频码产生器包括扩频码行数配置寄存器、扩频码尾行列数配置寄存器、扩频码子序列缓冲器、扩频码行计数器、扩频码列计数器、比较器、选择器、扩频码序列移位寄存器和输出锁存与缓冲器；所述嵌入式处理模块分别与扩频码行数配置寄存器、扩频码行计数器、扩频码尾行列数配置寄存器、扩频码列计数器、扩频码子序列缓冲器、扩频码序列移位寄存器相连；扩频码列计数器与比较器相连；选择器分别与扩频码尾行列数配置寄存器、扩频码列计数器和比较器的输出相连；扩频码序列移位寄存器分别与扩频码列计数器、输出锁存与缓冲器相连。射频通道将天线接收的定位导航信号进行低噪放、下变频后变频为中频信号，再将中频信号与本地载波相乘得到I，Q两路信号，经滤波、采样和量化后送入多系统互操作信号捕获单元；多系统互操作信号捕获单元将I，Q两路信号进行匹配滤波后与本地N位信号相关，得到N个相关值，M次运算后(M为2的整数次幂)形成MXN维矩阵并存入MXN缓存器，将相关值进行多点输入多点输出的FFT变换后得到信号功率谱分布，通过峰值检测器检测MXN维矩阵列向量上各元素是否为各行功率最大值，完成捕获多系统信号；信号捕获后，多系统互操作跟踪通道复用单元启动工作，同时为卫星信号提供最多48个处理通道，每个处理同时使用可配置扩频码发生器、可配置扩频码NCO和可配置载波NC0，在相同硬件处理通道中兼容跟踪多系统信号；捕获跟踪后所产生的导航电文数据流进入嵌入式处理模块综合导航电文实现组合导航。优选天线模块接收GPS的LI频点，北斗的B3频点、GALIEO的E6A频点和GL0NASS中心频点信号。优选下变频器将射频信号变频至12. 24M的中频信号；模数转换器将来自模拟射频模块的12. 24M的中频信号；本技术有益效果在于终端兼容性高，可在复杂环境下正常稳定工作；运行稳定可靠、可进行连续和可靠的高精度导航定位；摆脱对单一卫星导航定位系统的依赖；独立高效自主完善性监测，导航结果更加安全可靠。以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的说明。附图说明图I为本技术的结构示意图。图2为互操作信号的射频通道设计图。图3为互操作信号的捕获处理结构图。图4为可配置载波NCO的结构图。图5为可配置扩频码NCO的结构图。图6为可配置扩频码产生器的结构图。具体实施方式参见图1，本技术包括天线模块、射频模块天线模块、可配置信号处理模块、嵌入式处理模块和用户界面；天线模块实现北斗/GPS/GL0NASS/GALIE0四大导航系统四个频点的圆极化天线；射频模块包括低噪声放大器、下变频器、晶振、频率综合器，自动增益控制器以及模数转换器；可配置信号处理模块是参数可配置的且使用可配置扩频码发生器在同一模块下兼容捕获多系统信号，包括多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复用单元；嵌入式处理模块负责卫星系统定位导航，通道调度、外设控制、人机交互等。所述天线模块与射频通道相连，所述射频通道分别与多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GNSS多系统兼容互操作用户终端，其特征在于：包括天线模块，射频通道，可配置信号处理模块，嵌入式处理模块和用户界面；其中所述天线模块为多频点原极化天线；所述射频通道实现信号分离和抑制镜像；所述可配置信号处理模块是参数可配置的且使用可配置扩频码发生器在同一模块下兼容捕获多系统信号，包括多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复用单元；所述嵌入式处理模块实现组合导航和相关配置；所述天线模块与射频通道相连，所述射频通道分别与多系统互操作信号捕获单元和多系统互操作跟踪通道复用单元相连，多系统互操作跟踪通道复用单元相连分别与多系统互操作信号捕获单元和嵌入式处理模块相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，丁文霞，李鉴海，赵怡，
申请(专利权)人：西藏金采科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：