基于射频直接采样导航直反信号的互相关处理装置的制造方法_2

文档序号:9452075阅读:来源:国知局
处理器21、一个互相关器组 22。预处理器21分直射信号预处理和反射信号预处理,将中心频率分别为1575. 42MHz, 1561. 098MHz,1278. 750MHz,1227. 60MHZ,1207. 140MHz,1176. 450MHz的GPSL1 和Galileo El混合信号,北斗B1信号,GalileoE6信号,GPSL2信号,GalileoE5b和北斗B2混合信 号,GalileoE5a和GPSL5混合信号进行数字下变频和数字滤波以分离为六路数字信号。 图中,Ll/El-d表示直射的GPSL1和GalileoE1混合信号;Bl-d表示直射的北斗B1信号; E6-d表示直射的GalileoE6信号;L2-d表示直射的GPSL2信号;E2b/B2-d表示直射的 GalileoE5b和北斗B2混合信号;E5a/L5-d表示直射的GalileoE5a和GPSL5混合信号; Ll/El-r表示反射的GPSL1和GalileoE1混合信号;Bl-r表示反射的北斗B1信号;E6-r 表示反射的GalileoE6信号;L2-r表示反射的GPSL2信号;E2b/B2-r表示反射的Galileo E5b和北斗B2混合信号;E5a/L5-r表示反射的GalileoE5a和GPSL5混合信号。
[0029] 预处理器21中的直射信号预处理21a与反射信号预处理21b采用同样的结构。
[0030] 图3是软件处理中预处理框图,如图3所示直射信号预处理21a,包括一个1级2 倍抽取器,一个高通滤波器,七个数字下变频,两个3级2倍抽取器,四个4级2倍抽取器。
[0031]1级2倍抽取器中HP(Half-Pass)滤波器的设计指标为通带截止频率0.42JT,阻 带截止频率0. 6JT,最大通带增益为0. 087dB,最大阻带增益为-60dB,其任务是滤出频段位 于1559~1610MHz的GPSLI、GalileoE1以及北斗B1信号的数字混合信号S1。
[0032] 高通滤波器用于滤出频段位于1164~1300MHz的GPSL2、GPSL5、GalileoE6、 GalileoE5b、GalileoE5a、北斗B2的数字混合信号S2,其设计参数为阻带截止频率为 0. 46JT,通带截止频率为0. 6JT,最大通道增益为0. 087dB,最大阻带增益为-60dB,实际上, 该高通滤波器可以由一个全通滤波器减去1级2倍抽取器中的HP滤波器实现。
[0033] 数字下变频1将2倍抽取后的S1信号与频率为263. 42MHz的本地数字载波混频。 数字下变频2将2倍抽取后的S1信号与频率为249. 098MHZ的本地载波混频。数字下变频 3将高通滤波器输出的S2信号与频率为622. 750MHz的本地载波混频。数字下边频4将高 通滤波器输出的S2信号与频率为571. 60MHz的本地载波混频。数字下变频5将高通滤波 器输出的S2信号与频率为551. 140MHz的本地载波混频。数字下变频6将高通滤波器输出 的S2信号与频率为520. 450MHz的本地载波混频。
[0034] 3级2倍抽取器1和3级2倍抽取器2中每一级的HP滤波器的设计参数一致,均 为阻带截止频率为0. 4JT,通带截止频率为0. 6JT,最大通道增益为0. 087dB,最大阻带增益 为-60dB,主要将数字下变频1、2输出的数字信号的采样率从328MHz降到82MHz。
[0035] 4级2倍抽取器1、2、3、4中HP滤波器的设计参数与3级2倍抽取器1、3中每级的 HP滤波器的设计参数一致,用于将数字下变频3、4、5、6输出的数字信号的采样率从656MHz 降为82MHz。
[0036]低通滤波器1、2的设计参数为通带截止频率0. 14Jr,阻带截止频率0. 17Jr,最大 通道增益为0. 〇87dB,最大阻带增益为-60dB,目的分别是滤出GPSLl、GalileoE1的混合 数字信号和北斗B1数字信号。
[0037]低通滤波器3的设计参数为通带截止频率0. 3 31,阻带截止频率0. 6 31,最大通道 增益为0. 〇87dB,最大阻带增益为-60dB,目的是滤出GalileoE6数字信号。
[0038]低通滤波器4的设计参数为通带截止频率0. 13JT,阻带截止频率0. 14JT,最大通 道增益为0. 〇87dB,最大阻带增益为-60dB,目的是滤出GPSL2数字信号。
[0039]低通滤波器5、6的设计参数为通带截止频率0. 13JT,阻带截止频率0. 14JT,最大 通道增益为0. 〇87dB,最大阻带增益为-60dB,目的是分滤出GPSL2数字信号和Galileo E5b、北斗B2混合数字信号,用于滤出GalileoE5a与GPSL5混合数字信号。
[0040] 图2中,互相关器组22包括6个结构完全相同的互相关器,用于将分离出来的 各频点直射、反射数字信号进行互相关处理。其中,互相关器1将直射、反射的GPSL1和 GalileoE1混合数字信号进行互相关处理;互相关器2将直射、反射的北斗B1数字信号进 行互相关处理;互相关器3将直射、反射的GalileoE6数字信号进行互相关处理;互相关器 4将直射、反射的GPSL2混合数字信号进行互相关处理;互相关器5将直射、反射的Galileo E5b与北斗B2的混合数字信号进行互相关处理;互相关器6将直射、反射的GalileoE5a与 GPSL5的混合数字信号进行互相关处理。
[0041 ] 图4是软件处理中互相关处理框图,如图4所示,包括一个时延估计,一个时延组, 一个乘法器组,一个积分清零组,一个平法累加组。
[0042] 时延估计根据定位信息估计反射信号相对于直射信号的路径延迟。时延组由一系 列移位寄存器组成,将直射数字信号进行延时,一方面将直射信号的码相位延时到互相关 窗内,另一方面引出互相关窗内的N路具有不同时延相位的直射数字信号。乘法器组由N 个乘法器组成,主要将N路具有不同时延相位的直射数字信号与反射数字信号相乘。积分 清零组由N个积分清零模块组成,分别将N路相乘后的结果进行时间积分,积分时长为lms, 每ms进行一次清零操作。平方累加组由N个平方累加模块组成,每个平方累加模块将每个 积分清零模块输出的结果进行平方,并对Is的输出结果进行累加输出,得到与反射面对应 的一维时延相关功率1、2、…、N。其中,N可由下式给出。
[0043]
[0044] 其中,M为相关窗内的码片数,可根据需求设置,frade为各频点导航信号所有测距 码中的最小码率。
[0045] 以上通过实施方式对本发明的导航直反信号的互相关处理装置进行了说明。
[0046] 由实施方式可知,本发明中,通过一个高采样率的双通道采集器(高速宽带采集 器30)对导航全频段右旋和左旋天线接收的导航直射、反射信号进行射频直接采样;然后 通过软件实现数字滤波、数字下变频以及数字降采样等预处理对各导航系统直射、反射信 号进行提取;对提取的各导航系统直射、反射信号进行互相关处理得到一维时延相关功率。 通过从波形中提取对反射面参数敏感的特征参数,利用反演模型就可以进行反射面参数的 反演。
[0047] 由于本发明的装置可对包括GPS、Galileo以及北斗系统的信号进行处理,克服了 传统处理装置仅对单一信号处理的缺点,不仅提高了演算的可靠性,由于处理的导航信号 数量的增加,还提高了演算精度。
[0048] 由于对射频信号直接进行采样,在功能上具有更大的灵活性,在射频前端不需要 复杂的混频结构,消除了虚假频率的产生和引入相位误差,提高了演算精度。
[0049] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,如实施方式中,预 处理器21和互相关处理器组22采用了软件处理的方式,但也可用硬件的方式实现,互相关 处理也可利用各种现有的技术,只要在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替 换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于射频直接采样导航直反信号的互相关处理装置,其特征在于,包括全频段 导航右旋天线(IOa)、全频段导航左旋天线(1化)、高速宽带采集器(20)、预处理器(21)、互 相关器组(22), 所述全频段导航右旋天线(IOa)接收包括GPSLl、L2、L5
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1