一种卫星导航系统基带信号处理系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星导航领域，具体涉及一种卫星导航系统基带信号处理系统和方法。
【背景技术】
[0002]全球卫星导航系统(GlobalNavigat1n Satellite System, GNSS)是标准的提供全球范围内自主地理空间定位的卫星导航系统的通用名称。GNSS允许小型的电子接收设备在沿着视线的范围内，通过定期接收卫星发射的无线电波信号，来测量其所处的位置(包括经度、玮度和海拔)、速度和时间。
[0003]迄今为止，美国导航星(NAVSTAR)全球定位系统(GPS)是唯一得到全面应用的GNSS。俄罗斯的格洛纳斯(GL0NASS)导航系统当前处在预计于2010年全面应用的修复过程中。欧盟伽利略定位系统(Galileoposit1ning system)还处在初期部署阶段。中国已经计划并正在建立的北斗系统，准备利用30颗中地轨道卫星和5颗地球同步轨道卫星。
[0004]由天线接收到的GNSS信号将进行放大并转换为中频(IF)信号，然后通过模数转换器进行数字化处理。由射频(RF)集成电路(1C)输出的信号为1-4比特(bit)，传输至基带1C，基带1C通过相关检测出射频1C的输出信号。采用本地产生的卫星复制码乘以接收信号，然后对结果进行积分得到相关信号的峰值。
[0005]现有技术中，由于最大通道数受物理限制，也即接收机基带内部配置多少个物理通道，最多就只能处理多少颗卫星的信号。对于多系统多频率的接收机，就需要为每一个卫星系统的每一个频率单独配置一个RF前端模块和一组通道。随着全球卫星导航技术的发展，多系统融合是必然的发展趋势之一，如果简单地以现有技术的融合方式扩大接收机基带内部的物理通道数量，来适应多个全球卫星导航系统融合的需要，则必然会导致接收机规模越来越大，设备成本显著提高。
[0006]有鉴于此，有必要提出一种低成本的适用于多系统的基带信号处理系统及方法。
【发明内容】
[0007]为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案:
[0008]一种卫星导航系统基带信号处理系统，包括多通道预处理模块、多通道数据缓存模块、码生成/外部接口模块、捕获通道、跟踪通道和控制模块；
[0009]所述控制模块，其用于存储多通道预处理模块、多通道数据缓存模块、码生成/外部接口模块、捕获通道和跟踪通道的配置参数，还用于根据捕获通道和跟踪通道获取的信号对各模块相应的配置参数进行调整；
[0010]所述多通道预处理模块，其用于接收输入信号，根据控制模块内的配置参数对输入信号进行预处理，并将处理后的输入信号传给多通道数据缓存模块；
[0011]所述多通道数据缓存模块，其用于根据控制模块内的配置参数形成容量为单个或者多个的数据的数据缓存区，并将按照相应的容量将处理后的输入信号存入数据缓存区，不同的缓存区可以存放相同频点的数据或者存放不同频点的数据；
[0012]所述码生成/外部接口模块，其用于根据控制模块内的配置参数生成伪随机码并提供给捕获通道和跟踪通道；
[0013]所述捕获通道，其用于根据控制模块内的配置参数形成多个等效的逻辑通道，利用不同的伪随机码，对多通道数据缓存区内的信号进行捕获，并将捕获到的信号传给控制丰吴块；
[0014]所述跟踪通道，其用于根据控制模块内的配置参数形成多个等效的逻辑通道，利用不同的伪随机码，对多通道数据缓存区内的信号进行跟踪，并将捕获到的信号传给控制丰旲块。
[0015]本发明的有益效果是:本发明通过控制模块按照实时数据和情况对各模块的配置参数进行调整，灵活并合理的配置硬件资源，用尽量小的硬件资源，达到最优的性能结果。本发明只用一路硬件逻辑，就可以实现同时接收多路不同系统不同频点的中频信号；只用几路来实现几十路的等效逻辑通道，就可以同时跟踪不同系统不同频点的卫星；只用几百个物理相关器数量来实现几百万的等效相关器数量，提高卫星捕获速度；通过软件的灵活配置，实现在不同系统不同频点间的切换，达到分时复用固定量的硬件逻辑，实现多系统多频点的卫星信号捕获跟踪。
[0016]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0017]进一步的，所述多通道预处理模块可接收单路或多路的输入信号，支持窄带及宽带信号的输入。
[0018]进一步的，所述多通道预处理模块包括格式转换单元、位宽调整单元、降采样单元和滤波单元；
[0019]所述格式转换单元，其用于按照控制模块内的配置参数，确认格式转换的目标格式后，将输入信号的格式转化为目标格式；
[0020]所述位宽调整单元，其用于按照控制模块内的配置参数，确认位宽调整的目标位宽后，将输入信号的位宽调整为目标位宽；
[0021]所述降采样单元，其用于按照控制模块内的配置参数，确认降采样的目标频率后，对输入信号处理进行降采样处理；
[0022]所述滤波单元，其用于按照控制模块内的配置参数，确认滤波器的参数后，对输入信号进行滤波处理。
[0023]进一步的，所述码生成/外部接口模块包括三种模式，分别为本地生成伪随机码模式、预存伪随机码模式和通过外部接口实时的输入伪随机码模式。
[0024]进一步的，所述多通道预处理模块、多通道数据缓存模块、捕获模块、跟踪模块和码生成/外部接口模块在控制模块中均有独立的寄存器配置区，，用来存储各个模块的配置参数，每个模块运行前，从相应的寄存器中读取当前模块运行的配置参数。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是:本发明可以同时支持单路及多路、窄带及宽带射频输入，控制模块的寄存器中预设了几种常用模式的参数，若判断符合常用模式，各模块可直接读取寄存器中相关参数配置，效率更高。
[0026]一种利用上述卫星导航系统基带信号处理系统进行卫星导航系统基带信号处理的方法，包括以下步骤:
[0027](1)所述控制模块存储多通道预处理模块、多通道数据缓存模块、码生成/外部接口模块、捕获通道和跟踪通道的配置参数，并根据捕获通道和跟踪通道获取的信号对各模块相应的配置参数进行调整；
[0028](2)所述多通道预处理模块接收输入信号，根据控制模块内的配置参数对输入信号进行预处理，并将处理后的输入信号传给多通道数据缓存模块；
[0029](3)所述多通道数据缓存模块根据控制模块内的配置参数形成容量为单个或者多个的数据的数据缓存区，并将按照相应的容量将处理后的输入信号存入数据缓存区，不同的缓存区可以存放相同频点的数据或者存放不同频点的数据；
[0030](4)所述码生成/外部接口模块根据控制模块内的配置参数生成伪随机码并提供给捕获通道和跟踪通道；
[0031](5)所述捕获通道根据控制模块内的配置参数，形成多个等效的逻辑通道，利用不同的伪随机码，对多通道数据缓存区内的信号进行捕获，并将捕获到的信号传给控制模块；
[0032](6)所述跟踪通道根据控制模块内的配置参数，形成多个等效的逻辑通道，利用不同的伪随机码，对多通道数据缓存区内的信号进行跟踪，并将捕获到的信号传给控制模块。
[0033]进一步的，所述步骤(2)中的多通道预处理模块可接收单路或多路的输入信号，支持窄带及宽带信号的输入。
[0034]进一步的，所述进行卫星导航系统基带信号处理的方法，其特征在于，所述步骤
(3)中的多通道预处理模块对输入信号进行处理，具体包括对输入信号进行格式转换、位宽调整、降采样和滤波；
[0035]所述格式转换是指按照控制模块内的参数配置，确认格式转换的目标格式后，将输入信号的格式转化为目标格式；
[0036]所述位宽调整是指按照控制模块内的配置参数，确认位宽调整的目标位宽后，将输入信号的位宽调整为目标位宽；
[0037]所述降采样是指按照控制模块内的配置参数，确认降采样的目标频率后，对输入信号处理进行降采样处理；
[0038]所述滤波是指按照控制模块内的配置参数，确认滤波器的参数后，对输入信号进行滤波处理。
[0039]进一步的，