一种具备容错功能的双冗余卫星导航接收机，包括依次连接的天线分路接收模块、北斗2、GPS最小功能模块、双冗余容错策略控制模块。天线分路接收模块通过功分器、两路低噪放、滤波器将收到的射频信号分为两路接入北斗2、GPS最小功能模块，双冗余容错策略控制模块接收北斗2和GPS最小功能模块的输出，其中双冗余容错策略控制器控制多路选一芯片的选择位，选通较优一路导航定位数据输出至通讯端口，实现双冗余容错自动控制功能。该接收机的优点是利用双冗余功能结构，可在无人干预的情况下依可靠性和安全性策略自主选择一路卫星系统的定位结果输出，且保证实时切换速度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于卫星导航领域，特别涉及一种具备容错功能的北斗2与GPS双冗余系统的导航接收机。
技术介绍
卫星导航已广泛应用于航空、航天、航海、车载、个人通信等领域的各类载体上，传统的卫星导航设备一般使用美国的GPS技术。GPS系统作为一个最初为美国国防服务的军事系统，完全由美国政府控制。过度依赖单体的GPS系统，某些特殊情况下，将会产生安全隐患。鉴于此，世界各国都在发展自己的卫星导航系统。如俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的伽利略系统。我国目前已建成拥有自主知识产权的北斗二代卫星导航系统。前两年的单系统接收机在导航接收机电路故障、卫星系统故障、安全策略上均未作任何考虑，目前也有部分北斗2/GPS双系统兼容接收机，但都需要用户手动配置或者按键切换，本身不具备判决选择可靠的卫星系统完成导航定位的自动控制电路，且执行切换时的启动反应时间较长。 对于双系统（或双冗余）的导航接收机，具体有以下几种代表性的方案： 申请号为201020652590.3的专利就公开了一种北斗与GPS双系统兼容接收机，该技术北斗与GPS双系统兼容接收机可按照用户要求配置成单GPS接收方式，接收GPS卫星播发的L1频点导航信号，实现定位和测速功能；也可配置成单北斗接收方式，接收北斗卫星播发的B1频点导航信号，实现定位和测速功能;还可以配置成GPS与北斗双系统方式，同时接收GPS与北斗的卫星信号。该方案只是两种系统的选择和组合方式，没有引入双冗余容错热备份结构，无自动判决切换的控制电路，用户切换时的启动反应时间较长。申请号为201110103268.4、201120396032.X和201120229728.3的专利公开一种双通道导航射频接收机，包含电路连接所述射频前端电路的和射频锁相环电路的镜像低中频输出电路，该镜像低中频输出电路包含两路互为镜像的输出电路。该方案主要设计了一种能接收更多卫星系统信号的射频模块，不是针对整个接收机的双冗余功能的设计。 申请号为201120295038.8的专利公开了一种双路双系统四频点卫星导航兼容型定位定向接收机，包括两组电路结构完全相同，输出通道增益一致、相位一致的通道模块。该方案设计了一种双冗余的射频模块兼容双系统多频点，没有针对接收机整机系统的双冗余电路设计，无自动判决切换的控制电路。 申请号为201110121937.0的专利利用一分二功分器提供一种用于导航接收机的双通道射频信号处理模块，能够同时或选择性接收处理全球定位系统(GPS)和北斗导航系统的射频信号。该双通路射频处理模块方案增加了射频工作频段，从接收机前端着眼点提高持续导航能力和安全性，一定程度上避免了单通道故障或卫星系统故障引起的导航接收机失灵，是一种部分冗余方案，但没有设计导航信号处理模块的冗余备份，也无自动控制电路保证及时有效的系统通道切换。
技术实现思路
本技术的技术任务是针对现有单系统或双系统兼容接收机的不足，提供一种具有自动切换控制电路的北斗2/GPS双冗余导航接收机，该接收机能在无人干预的情况下自主选择较优的系统输出，具备更高的安全可靠性和实时切换速度。 本技术北斗2/GPS双冗余容错接收机,包括：天线分路接收模块1、北斗2、GPS最小功能模块2、3、双冗余容错策略控制模块4，其特征在于，天线分路接收模块1 的两路射频输出对应为北斗2、GPS最小功能模(2、3的输入，北斗2、GPS最小功能模块2、3的两路输出为双冗余容错策略控制模块(4)的并行输入，双冗余容错策略控制模块(4)接收到北斗2、GPS最小功能模块2、3的输出进行数据处理与分析，形成判决策略用来选通相应一路导航定位数据经通讯端口43输出至上位机。 所述天线分路接收模块1，其特征在于，有源天线接收到的信号通过连接器 (J11)引入功分器(12,U18)的引脚IN/SUM，功分器的引脚Port2通过电感L18与低噪放(13,U13)的引脚RF_IN相连，功分器的引脚 1通过电感L21与低噪放(14,U15)的引脚RF_IN相连，两路低噪放(13,U13; 14,U15)的引脚RF_OUT分别与滤波器B1(15,U17)、滤波器L1(16,U16)的引脚RF_IN相连，滤波器B1(15,U17)、滤波器L1(16,U16)的引脚RF_OUT分别与连接器J12、J13相连，分别作为北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)的输入。 所述北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)，其特征在于，两模块均由射频处理芯片、国产化基带处理芯片与ARM处理器封装组成，北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)的输入分别由连接器J12、J13引入，北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)的引脚TXD0并行输出，作为双冗余容错策略控制模块(4)的输入。 所述双冗余容错策略控制模块(4)，其特征在于，双冗余容错策略控制芯片(41,U10)的引脚P1.1、引脚P0.1分别与北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)的引脚TXD0相连，多路选一芯片(42,U9)的引脚I1、引脚I0也分别与北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)的引脚TXD0相连，双冗余容错策略控制芯片(41,U10)的引脚P0.3与多路选一芯片(42,U9)的引脚S0相连，多路选一芯片(42,U9)的引脚Y与通讯端口(串口电平转换芯片)(43,U14)的引脚T1IN相连，通讯端口(串口电平转换芯片)(43,U14)的引脚T1OUT作为输出。 本技术中北斗2/GPS双频天线同时接收到北斗2和GPS的卫星信号，功分器将射频信号分为两路分别进入GPS和北斗2模块进行独立处理，双冗余的两种导航系统模块输入相同，输出数据格式相同，硬件结构一致，只是运行的程序不同，一个执行北斗2基带解码，一个执行GPS基带解码，单片机输出控制模块执行双冗余容错判决策略，控制保证接收机的可靠输出。与一般双系统或双通道接收机相比引入热冗余容错备份的系统结构，系统通道切换灵活，实现实时切换，在无人值守的环境下能按照可靠性和安全性策略自主选择一路卫星系统的导航定位结果输出，也可以在一路卫星系统失效的情况下用另一路卫星系统保持正常工作，利用双冗余的设计思想和电路结构实现较高的可靠性和实时切换速度。 附图说明附图1是本技术的结构示意框图。 附图2是本技术的天线分路接收模块电路原理图。 附图3a、图3b是本技术的北斗2、GPS最小功能模块电路原理图。 附图4是本技术的双冗余容错策略控制模块电路原理图。 具体实施方式下面结合附图对本技术作以下详细说明。 附图1是本技术的结构示意框图。 描述了本技术一种具备自主安全策略的双冗余卫星导航接收机各个部件的连接及交互关系，包括依次相连接的天线分路接收模块、北斗2、GPS最小功能模块（含射频信号处理模块、基带处理模块和PVT解算模块）、双冗余容错策略控制模块。 天线分路接收模块包括依次相连接的北斗2/GPS双系统有源天线（本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具备容错功能的双冗余卫星导航接收机，包括天线分路接收模块(1)、北斗2、GPS最小功能模块(2、3)、双冗余容错策略控制模块(4)，其特征在于:天线分路接收模块(1)?的两路输出对应为北斗2、GPS最小功能模块(2、3)的输入，北斗2、GPS最小功能模块(2、3)的两路输出为双冗余容错策略控制模块(4)的并行输入。
【技术特征摘要】
1.一种具备容错功能的双冗余卫星导航接收机，包括天线分路接收模块(1)、北斗2、GPS最小功能模块(2、3)、双冗余容错策略控制模块(4)，其特征在于:天线分路接收模块(1) 的两路输出对应为北斗2、GPS最小功能模块(2、3)的输入，北斗2、GPS最小功能模块(2、3)的两路输出为双冗余容错策略控制模块(4)的并行输入。
2. 如权列要求1所述一种具备容错功能的双冗余卫星导航接收机,其特征在于:所述天线分路接收模块(1)，包括:有源天线接收到的信号通过连接器 (J11)引入功分器(12,U18)的引脚IN/SUM，功分器(12,U18)的引脚Port2通过电感L18与低噪放(13,U13)的引脚RF_IN相连，功分器(12,U18)的引脚Port1通过电感L21与低噪放(14,U15)的引脚RF_IN相连，两路低噪放(13,U13; 14,U15)的引脚RF_OUT分别与滤波器B1(15,U17)、滤波器L1(16,U16)的引脚RF_IN相连，滤波器B1(15,U17)、滤波器L1(16,U16)的引脚RF_OUT分别与连接器J12、J13相连，分别作为北斗2、GPS最小功能模块(2,U5;3,U4)的输入。
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈筱倩，蒲昱初，常静，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零九研究所，
类型：实用新型
国别省市：
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