一种用于导航的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种用于导航的装置。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的不断发展，卫星通信技术也得到了飞速的发展，电子产品的种类 也越来越多，人们也享受到了科技发展带来的各种便利。现在人们可以通过各种类型的电 子设备，享受随着科技发展带来的舒适生活。
[0003] 例如导航仪便是现代科技的产物，导航仪多用于汽车上，用于定位、导航和娱乐， 随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，车载导航仪显得很重要，准确 定位、导航、娱乐功能集于一身的导航更能满足车主的需求，成为车上的基本装备。
[0004] 但是，目前的导航仪的导航并不精确，经常会出现导航路线错误或者导航不及时 的状况，例如在导航的过程中出现导航延迟，不能及时获得后续行进路线，使车主不知所 措;或者将车主错误引导至海里，增加车主危险。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于导航的装置，包括：
[0006] 捕获跟踪处理模块，用于对卫星信号进行持续跟踪，并得到卫星的导航电文比特 数据；
[0007] 报文提取模块，用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中 提取出卫星导航电文；
[0008] 观测量提取模块，用于从所述导航电文比特数据中提取出观测量；
[0009] 定位解算模块，用于根据所述观测量和所述卫星导航电文进行联合定位，获得导 航结果；
[0010]输出模块，用于根据海用电子设备制定的标准格式NMEA格式输出所述导航结果。 [0011]优选的，所述卫星导航电文包括卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星历书。
[0012] 优选的，所述观测量提取模块，具体用于根据基带处理数据得到被跟踪卫星的伪 距观测量、或多普勒观测量、或载波相位观测量。
[0013] 优选的，所述伪距观测量是利用卫星信号的传输时间乘以光速得到信号的传输距 离;所述卫星信号的传输时间指卫星信号发送时间t sv减去接收机本地时间tu。
[0014] 优选的，所述多普勒观测量是在得到载波NC0的频率值后，将所述载波NC0的频率 值与射频前端的标称中频值f。相减获得。
[0015] 优选的，所述定位解算模块具体包括：
[0016] 计算模块，用于根据所述卫星的星历计算出卫星的位置；
[0017] 定位解算模块，用于利用所述卫星的位置和所述观测量对用户位置进行定位解 算。
[0018] 优选的，所述计算模块具体用于：
[0019] 第一步:计算卫星运动的平均角速度η;
[0020] 第二步:计算观测瞬间卫星的平近点角Ms;
[00211 MpMo+nU-toe);式中，Mo为参考时刻W时的平近点角，由广播星历给出；
[0022] 第三步：计算偏近点角：Es=Ms+essinEs;
[0023] 第四步:计算近点角fs:
[0024] 第五步:计算升交距角/5 = 6> + /s，式中，ω为近地点角距，由广播星历给出；
[0025]第六步:计算摄动改正项；
[0026] 第七步:对升交距角#、卫星矢径r、轨道倾角i进行摄动改正；
[0027] 第八步:计算卫星在轨道面坐标系中的位置；
[0028] 第九步:计算观测瞬间升交点的经度L;
[0029] 第十步:计算卫星在瞬时地球坐标系中的位置；
[0030] 第十一步:计算卫星在协议地球坐标系中的位置。
[0031] 优选的，所述平均角速度η通过以下步骤获得：
[0032] 首先根据广播星历中给出的参数?算出参考时刻Ue的平均角速度no:
式中，GM为万有引力常数G与地球总质量Μ的乘积，GM=3.9860047X1014m 3/s2， 然后根据广播星历中给定的摄动参数Λη计算观测时刻卫星的平均角速度η:η = η()+Λη。
[0033] 优选的，所述计算摄动改正项包括以下步骤：
[0034] 通过广播星历中给出的Cuc、Cus、Crc、Crs、Cic、Cis6个摄动参数，求出由于地球引力场 位函数的二阶带谐系数项而引起的升交距角μ的摄动改正项心、卫星矢径r的摄动改正项δ τ， 和卫星轨道倾角i的摄动改正项心，计算公式如下：
〇
[0035]
[0036]
[0037] , " .
[0038] 优选的，所述对升交距角$、卫星矢径r、轨道倾角i进行摄动改正的步骤为：
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]式中：~为卫星轨道的长半径，io为tQe时刻的轨道倾角，由广播星历中的开普勒参 数给出；#为i的变化率，由广播星历中的摄动参数给出。 dt
[0043]通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
[0044]本发明提供了一种用于导航的装置，包括:捕获跟踪处理模块，报文提取模块，观 测量提取模块，定位解算模块，输出模块。通过捕获跟踪处理模块对卫星信号进行持续跟踪 得到卫星的导航电文比特数据;通过报文提取模块，观测量提取模块，获得卫星导航电文和 观测量，然后通过定位解算模块进行定位解算，并通过输出模块根据海用电子设备制定的 标准格式NMEA格式进行输出，可以自动持续的获得卫星的导航电文比特数据进行定位，进 而避免出现导航不及时的情况发生，具有及时准确的技术效果。
【附图说明】
[0045]图1为本发明实施例中用于导航的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图， 通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
[0047]本发明描述的一种用于导航的装置，从原理上主要分为四部分:捕获跟踪处理部 分、报文和观测量提取部分、定位解算及系统输出。
[0048]基于上述原理，用于导航的装置的结构如图1所示。用于导航的装置主要包括:捕 获跟踪处理模块11，报文提取模块12，观测量提取模块13，定位解算模块14，输出模块15。 [0049]捕获跟踪处理模块11，用于对卫星信号进行持续跟踪，并得到卫星的导航电文比 特数据；
[0050] 报文提取模块12,用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据 中提取出卫星导航电文；
[0051] 观测量提取模块13,用于从所述导航电文比特数据中提取出观测量。
[0052] 定位解算模块14,用于根据所述观测量和所述卫星导航电文进行联合定位，获得 导航结果；
[0053] 输出模块15,用于根据海用电子设备制定的标准格式匪EA格式输出所述导航结 果。
[0054] 下面分别介绍各个模块的具体功能。
[0055] 在捕获跟踪处理模块11中，捕获跟踪数据处理包括转换通道状态、调整跟踪载波 环路和码环路状态、维持正确跟踪状态、得出正确多普勒、码相位以及载波相位等信息，还 会进行比特同步和卫星的导航电文比特数据。
[0056] 在测量时刻，捕获跟踪数据处理模块会把得到的观测量值进行封装，通过系统接 口传递给下一个单元(报文提取模块12,观测量提取模块13)，进行报文解算和观测量提取。
[0057] 报文提取模块12用于接收所述导航电文比特数据，并从所述导航电文比特数据中 提取出卫星星历、历书、UTC参数、电离层参数等导航电文。而观测量提取模块13,则主要求 得卫星的伪距、多普勒、载波相位等观测量。
[0058] 下面具体介绍报文提取模块12和观测量提取模块13。
[0059] 报文提取模块12。
[0060]报文提取模块12,主要根据GPS和BD2(-种定位系统)接口控制文件对比特流信息 进行解码，获取卫星导航电文。卫星导航电文为用户提供有关卫星的星历、卫星工作状态、 时间系统、卫星历书等数据，是用户进行定位和导航所必须的基础数据。针对不同卫星定位 系统导航电文的结构，需要采用不同的解码方式，以正确高效地获取导航电文。
[0061] GPS的L1波段上民码导航电文的传输速率为50bit/s，以"帧"为单位向外发送。每 帧的长度为1500bit，播发完一个帧需30s。每帧包括5个子帧，每个子帧均包含300bit，播发 时间为6s。每个子帧又可分为10个字，每个字都由30bit组成。导航电文第一、二、三子帧为 卫星的星历参数，每30s重复一次，其内容每隔2h更新一次。第四、五子帧为卫星的历书数 据，每30s翻转一页，其内容包含有25个页面，所以发送完一套完整的导航电文需要 12.5min，然后再重复。
[0062] GPS导航电文比特流信息中包含前导字符、子帧的Z计数，以及卫星的星历、历书数 据等内容。对比特流进行同步搜索，直至找到前导字符"10001011b"。然后按照校验算法对 信息进行校验，若未通过校验则丢弃该数据;若通过校验，则当前数据有效，可以根据导航 电文格式，解析出电离层参数、星历以及历书数据等等。
[0063] BD2导航电文的提取与GPS类似，也包含解帧结构和信息解析。
[0064]观测量提取模块13。
[0065]观测量提取模块13,根据基带处理数据得到被跟踪卫星的伪距、多普勒、载波相位 等观测量。
[0066]伪距观测量是利用卫星信号的传输时间乘以光速得到信号的传输距离。这里的传 输时间指卫星信号发送时间tsv减去接收机本地时间tu。本地时间tu直接由接收机本地时钟 提供，而卫星信号发送时间t sv需要通过子帧或字串的计数，并由码跟踪环提供本地伪码相 位以后才能准确计算得到。
[0067]多普勒观测量的提取是在得到载波NC0的频率