北斗卫星导航接收机的制作方法

本发明属于卫星导航技术领域。特别是一种北斗卫星导航接收机。

背景技术：

北斗卫星导航系统(bds)是我国自行研制的全球导航卫星系统，与美国的全球卫星定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统以及欧盟的伽利略卫星导航系统共同构成全球四大卫星导航系统。目前，bds已经发展到了第二代，可以向亚洲地区提供高精度的无源定位、授时服务，并已经应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、森林防火、通信系统、电力调度、救灾减灾等诸多领域。除此之外，bds还提供了其特有的短报文服务。

但是目前bds接收机并没有跟上北斗卫星导航系统的发展步伐，以至于95％以上的bds接收机中使用的是美国生产的射频前端芯片，国产芯片的使用率非常低，远未达到产业化、市场化的水平。因此研究bds卫星导航接收机，打破bds在接收机应用上的困局具有重要的意义。

传统型的接收机在靠前端的部分使用分立元件搭建射频前端，然后在微控制器部分通过数字信号处理得到必要的信息，这种接收机在抗干扰性能、实时性及信号捕获跟踪性能上存在不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种北斗卫星导航接收机。

实现本发明目的的技术方案为：一种北斗卫星导航接收机，包括射频前端模块、基带信号处理模块、定位解算模块、存储模块和系统电源；

所述射频前端模块对接收的北斗卫星信号进行下变频处理得到数字中频信号；

所述基带信号处理模块对数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和相关积分处理，然后输出跟踪卫星信号的伪距、载波相位以及解调出来的导航电文；

所述定位解算模块利用基带信号处理模块测量的伪距和载波相位，结合导航电文，采用单点定位方法解算出用户的位置和速度；

所述存储模块实时存储定位解算结果和基带信号处理模块配置数据；

所述电源模块为射频前端模块、基带信号处理模块、定位解算模块和存储模块供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用dsp+fpga的设计模式，fpga主要实现相关器部分，dsp负责对fpga的相关结果进行处理，并控制fpga的运行，基于fpga+dsp架构的北斗接收机可以兼容多个导航系统的算法，具有极大的灵活性；

(2)相比于传统接收机的采用分立元件搭建的射频前端，本发明射频前端模块采用北斗集成芯片，能获得更好的信号接收质量；

(3)本发明的元器件密度高，整体尺寸小，便于在载体上安装；

(4)本发明抗高过载性能优异，有效的降低了接收机在高过载、大冲击力下电路板破裂、元器件脱焊的可能性。

附图说明

图1为本发明北斗卫星导航接收机的结构示意图。

图2为本发明北斗卫星导航接收机电路图。

图3为基带信号处理平台结构图。

具体实施方式

结合图1，本发明的一种北斗卫星导航接收机，包括射频前端模块、基带信号处理模块、定位解算模块、存储模块和系统电源；

所述射频前端模块对接收的北斗卫星信号进行下变频处理得到数字中频信号；

所述基带信号处理模块对数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和相关积分处理，然后输出跟踪卫星信号的伪距、载波相位以及解调出来的导航电文；

所述定位解算模块利用基带信号处理模块测量的伪距和载波相位，结合导航电文，采用单点定位方法解算出用户的位置和速度；

所述存储模块实时存储定位解算结果和基带信号处理模块配置数据；

所述电源模块为射频前端模块、基带信号处理模块、定位解算模块和存储模块供电。

进一步的，如图2所示，射频前端模块包括射频前端芯片和基准振荡器，射频前端芯片包括前置放大器、下变频器、a/d转换器和频率合成器；前置放大器对接收的北斗卫星信号进行滤波放大，下变频器对滤波放大后的信号进行下变频然后经a/d转换器进行数模转换得到数字中频信号；基准振荡器为频率合成器提供时钟信号，频率合成器为下变频器提供北斗频率信号。

进一步的，如图3所示，基带信号处理模块包括外围模块、相关器模块和外设接口模块emif；外围模块通过spi口配置射频前端芯片，配置成功的射频前端芯片将北斗 卫星信号下变频到中频信号并采样成数字中频信号，之后连同中频采样时钟一起送给相关器模块；相关器模块对数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和相关积分处理，得到跟踪卫星信号的伪距、载波相位以及导航电文，并使用中断信号通知定位解算模块读取运算结果；所述外设接口模块用于将跟踪卫星信号的伪距、载波相位以及导航电文发送给定位解算模块，同时接收定位解算模块返回的频率控制字和相位控制字。

进一步的，存储模块包括fpga配置芯片和nandflash，fpga配置芯片用于存储基带信号处理模块配置数据，nandflash用于存储定位解算结果。

系统电源由5v电源转换成各种电平供给其他模块正常工作。

定位解算模块得到的定位信息通过数据接口发送至上位机以供实时监测。

本发明的北斗卫星导航接收机基于dsp和fpga平台，dsp和fpga分别为定位解算模块和基带信号处理模块的硬件平台，dsp采用titms320c6747，fpga采用xilinx公司spartan3系列xc3s1600e；射频前端模块中的射频前端芯片采用max2769b。

本发明的北斗卫星导航接收机能够用于接收北斗二代系统卫星信号，其性能优良，器件少、体积小、造价低、抗高过载且抗干扰能力强。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种北斗卫星导航接收机，包括射频前端模块、基带信号处理模块、定位解算模块、存储模块和系统电源；所述射频前端模块对接收的北斗卫星信号进行下变频处理得到数字中频信号；所述基带信号处理模块对数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和相关积分处理，然后输出跟踪卫星信号的伪距、载波相位以及解调出来的导航电文；所述定位解算模块利用基带信号处理模块测量的伪距和载波相位，结合导航电文，采用单点定位方法解算出用户的位置和速度；所述存储模块实时存储定位解算结果和基带信号处理模块配置数据。本发明能够用于接收北斗二代系统卫星信号，其性能优良、器件少、体积小、造价低、抗高过载且抗干扰能力强。

技术研发人员：管雪元;刘来旺;李振伟;沈凯;李文胜
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2016.03.06
技术公布日：2017.09.12