一种高集成度卫星导航连续工作参考站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星导航定位领域，更具体地，涉及一种高集成度卫星导航连续工作参考站。
【背景技术】
[0002]CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(ContinuousOperat1nal Reference Stat1n，缩写为C0RS)已成为城市GPS应用的发展热点之一。
[0003]进入21世纪至今，CORS的发展如火如荼，计算机技术、网络通信技术、现代测绘技术，卫星定位数据处理技术的高新技术突破性的发展对CORS技术的改进起到了至关性的作用。参考站之间由通信网络有机的结合成网，实现了数据的共享和交换。世界上很多发达国家(如美国、澳大利亚、日本等)纷纷建成了国家级、地域级的CORS服务系统。中国发展CORS系统的紧迫性和必要性越来越突出。几年来，国内不同行业已经陆续建立了一些专业性的卫星定位连续运行网络，为满足国民经济建设信息化的需要，一大批城市、省区和行业正在筹划建立类似的连续运行网络系统，一个连续运行参考站网络系统的建设高潮正在到来。深圳市于1999年建成了 SZC0RS，成为国内第一个完成CORS系统建设的省市。CORS服务网络已经广泛地应用于多种领域，满足不同领域的不同精度需求的时空定位需求，逐渐发展演变成现代C0RS。基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。目前，对于基准站的建造，工程量比较大，造价也非常昂贵。即使是使用GNSS核心板卡，例如NovAtel板卡，这些主流板卡都是由多芯片组成，通常包括CPU芯片、射频芯片、基带芯片、电源芯片授时芯片等多个芯片，体积相对来说也比较大，造价也比较昂贵。
【发明内容】
[0004]本发明为克服上述现有技术所述的成本高、功耗高、体积大的缺陷，提供一种低成本、低耗能、高精度、高可靠性的高集成度卫星导航连续工作参考站。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
[0006]一种高集成度卫星导航连续工作参考站，所述参考站包括外设天线、射频处理单元、数据转换单元、中央处理单元(CPU)、基带处理单元、同步授时单元、通讯接口单元、内部存储单元(Onchip RAM)和电源管理单元，上述各个单元通过总线连接，上述各个单元集成于同一芯片中，或者射频处理单元和数据转换单元集成于一块芯片中，其他各个单元集成于另一块芯片中。
[0007]在一种优选的方案中，所述射频处理单元与外设天线连接，射频处理单元通过外设天线接收卫星导航信号，卫星导航信号依次经过射频处理单元中的预选滤波器、低噪声放大器、镜频滤波器、混频器、通道选择器、中频放大器、中频滤波器、自动增益控制器(AGC，automatic gain control)、A/D转换器，然后进行数字基带处理得到基带数字信号。
[0008]在一种优选的方案中，所述的基带处理单元包括捕获链路和跟踪链路，捕获链路对卫星信号进行捕获，跟踪链路对卫星信号进行跟踪、解调以及星历处理。
[0009]在一种优选的方案中，所述捕获链路包括CPU中断处理模块和捕获模块，CPU中断处理模块实现对捕获模块的控制以及接收来自捕获模块的信息，对信息进行换算，再发给其他模块；捕获模块包括载波NCO模块、匹配滤波器(Partial Matched Filter，PMF)、FFT模块和判断模块；捕获模块对信号处理的过程为:信号经载波数字下变频并去除大部分噪音之后，进行解调得到正交和同相支路信号，送往PMF进行解码项之间的相关操作，PMF伪码捕获一旦检测到并确认PMF送出的伪码相关峰值后，就控制本地伪码相位随输入信号一起移动，使得系统得到仅此一个PN码的主相关峰值，此时PMF的输出直接以码速率进入FFT模块作频偏估计，频偏估计值经验证后控制NCO校准本地载波频率，本地载波校准后，本地伪码相位停止移动，伪码捕获以信息速率将匹配滤波器输出的相关峰值送入判断模块，进行卫星号与卫星类型、卫星相位、星历数据和频偏等的判断，同时将数据送入CPU中断处理丰旲块。
[0010]在一种优选的方案中，所述跟踪链路包括总线接口模块和跟踪模块，总线接口模块为CPU与跟踪模块的通信模块；跟踪模块包含直接数字式频率合成器(DDS)模块，跟踪子模块和环路滤波器模块，跟踪模块为24通道的跟踪系统，其信号处理过程为:跟踪模块将数字基带信号作为输入信号送入DDS模块，进行载波剥离、码剥离、积分和累加的工作输出载波、相位基带数据信息后，通过跟踪子模块后续处理将相应的数据传给载波NCO模块、CPU中断处理模块和环路滤波器模块；载波跟踪模块采取锁频环(FLL)和锁相环(PLL)相结合的方式构成，对输入的相位和频率信息进行相应的更新处理并传给码NCO和载波NC0，载波NCO采用二阶PLL结合一阶FLL，码NCO采用二阶延迟锁相环(DLL)，能够稳定跟踪高动态信号，当锁相环因动态应力造成失锁时，载波跟踪就使用带宽较宽的锁相环，一旦锁频环锁定频率，则重复锁相环的闭合过程。
[0011]在一种优选的方案中，所述同步授时单元包括本地原子钟/石英钟、钟差测量模块和移相分频器，同步授时单元用于提取数字基带信号中包含的授时信息作为芯片的授时基准，同步本地原子钟或石英钟的时钟信号；钟差测量模块用于对本地原子钟/石英钟输出的秒脉冲信号与GPS/北斗导航卫星信号的秒脉冲时间基准之间的相位差进行测量，实时监控以确定对本地原子钟/石英钟输出信号的调整量；移相分频器用于对本地原子钟/石英钟输出信号进行相位和频率的精密调整，使输出的秒脉冲时间基准与GPS/北斗导航卫星时间基准之间保持严格同步，移相分频器输出同步授时信号。
[0012]在一种优选的方案中，所述通讯接口单元集成了 3个LV-TTL接口，其最高波特率为921，600bps ;集成了 2个CAN Bus其数据最高传输速率为IMbps ;还集成了 I个USB接口，数据传输速率可达12Mbps ;多个以太网100Base-T4接口和SPI接口 ；通讯接口单元还引出同步授时的接口，给外部接收机提供高精度的授时。
[0013]在一种优选的方案中，所述参考站还包括数据转换单元，数据转换单元通过可编程芯片实现，用于对接收到GNSS卫星原始数据进行数据格式的转换。
[0014]在一种优选的方案中，所述参考站同时观测四颗或四颗以上的卫星信号，得到卫星与用户接收机之间的距离，卫星瞬时坐标已知，通过空间距离后方交会，确定接收机天线相位中心的坐标，公式为:
[0015](X1-X) Wy1I)2+(Z1-Z) 2+c2.(tn_t01) = (I12
[0016](x2-x) 2+(y2-y)2+(z2-z) 2+c2.(t12_t02) = d22
[0017](