一种北斗卫星导航系统中的终端上报数据方法与流程

1.本发明涉及北斗终端通信技术，具体涉及一种单l频点的北斗终端通信方法，具体的说是一种没有s接收频点也能进行北斗通信的低成本的北斗终端的通信实现方法。


背景技术：

2.北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
3.北斗短报文是北斗卫星导航系统的特色功能，区别于世界上的其他几大导航定位系统。对于北斗短报文功能，用户需要响应s服务波束并锁定最强的s入站波束，随后将观测数据组帧通过l频点执行入站功能；否则无法执行入站操作。
4.在现有技术中，为了实现响应s服务波束并锁定最强的s入站波束，现有的北斗终端需要包含有关s频点功能的电路，使用很复杂的s波束解调算法，才能找到最强的s入站波束，完成采集数据的上报。这种有关s频点功能的电路的结构比较复杂，成本也很高，导致目前的北斗终端结构复杂且成本较高，并且这种北斗终端设备的稳定性和可靠性也得不到有效的保证。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种单l频点的北斗终端的上报数据实现方法，通过本方法，即使北斗终端不安装s频点功能电路，不使用复杂的s波束解调算法，北斗终端也能够实现采集数据的上报，有效的降低了北斗终端的成本，提高了设备的稳定性、可靠性。
6.本发明所采用的技术方案如下：
7.一种北斗卫星导航系统中的终端上报数据方法，其包括：
8.首先确定终端所在位置的最强入站s波束，
9.然后将要发送的数据进行入站编码、调制，生成bpsk信号和txen信号，之后将bpsk信号经射频通道进行变频，且由txen信号控制功放电路对变频后的bpsk信号进行放大后，通过天线将处理后的信号发射出去；
10.该方法的特征在于：确定终端所在位置的最强入站s波束是通过以下方式完成的：
11.首先通过北斗卫星导航系统中的gps功能确定终端所在位置的准确地理位置信息，然后通过查找北斗卫星导航系统中的geo卫星的波束覆盖区域范围列表，来获得终端所在位置的最强入站s波束。
12.如前所述的北斗卫星导航系统中的终端上报数据方法，其中确定终端所在位置的最强入站s波束的步骤是由所述终端中的gps功能模块辅助完成的。
13.如前所述的北斗卫星导航系统中的终端上报数据方法，其中确定终端所在位置的最强入站s波束的步骤还可以是由所述终端以外的gps标校仪辅助完成的。
14.与现有技术相比，本发明的优点在于，通过本方案极大程度的摆脱了传统北斗终端的复杂结构设计，减少了北斗终端的功能电路，避开了复杂的解调算法，同时降低了北斗终端的设备成本，可进一步保证北斗终端能够长时间的可靠、稳定的工作。
15.本方法在模拟测试时，经验证，效果良好，极大地降低了设备的成本，同时减少了设备维修率问题，产生较好的经济效益。
附图说明
16.图1为波束覆盖区域示意图；
17.图2为入站编码信息图；
18.图3为设备框图；
19.图4为工作流程图。
20.以上附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。
22.本发明公开了一种北斗卫星导航系统中的终端设备，其包括：arm、cpld、射频通道、功放单元和天线，其中：
23.由arm确定终端设备所在位置的最强入站s波束，并将要发送的数据进行入站编码，将编码后的数据传送给cpld；cpld对编码后的数据进行调制，生成bpsk信号和txen信号，之后将bpsk信号和txen信号传送给射频通道和功放单元；射频通道对bpsk信号进行变频，并且由txen信号控制功放电路对变频后的bpsk信号进行放大；天线将处理后的信号发射出去。
24.arm确定终端设备所在位置的最强入站s波束是通过以下方式完成的：
25.首先通过终端设备的gps功能确定其所在位置的准确地理位置信息，然后所述arm通过查找北斗卫星导航系统中的geo卫星的波束覆盖区域范围列表，来获得终端设备所在位置的最强入站s波束。
26.对于一种位置固定的北斗卫星导航系统中的终端设备，其包括：arm、cpld、射频通道、功放单元和天线，其中：
27.由该北斗卫星导航系统中的gps标校仪确定终端设备所在位置的最强入站s波束，该终端设备的arm将要发送的数据进行入站编码，将编码后的数据传送给该cpld；cpld对编码后的数据进行调制，生成bpsk信号和txen信号，之后将bpsk信号和txen信号传送给射频通道和功放单元。
28.射频通道对该bpsk信号进行变频，并且由该txen信号控制所述功放电路对变频后的bpsk信号进行放大；然后所述天线将处理后的信号发射出去。
29.该设备的特点在于，通过北斗卫星导航系统中的gps标校仪确定终端设备所在位置的准确地理位置信息，然后通过查找北斗卫星导航系统中的geo卫星的波束覆盖区域范
围列表，获得终端所在位置的最强入站s波束。
30.在上述设备下，该方法的实现如下：
31.例如，北斗二号系统提供rdss服务的5颗卫星均为geo卫星，每颗卫星播发两个波束，共计10个波束，主要覆盖亚太地区；5颗geo卫星分布于赤道上，相对于地球为静止卫星。所以每个卫星波束覆盖的亚太区域都是固定的，geo卫星波束覆盖区域示意图如图1所示。
32.基于geo卫星的工作原理，当单l频点的北斗终端处在亚太地区某一点，即可通过北斗终端的gps功能确定此点的准确地理位置信息，即经纬度位置信息，经查找geo卫星的波束覆盖区域范围列表，即可获得此点最强入站波束。按照北斗卫星导航系统入站信号体制要求，单l频点的北斗终端首先进行信号入站编码，编码格式见图2(详细编码信息格式见相关文件)，包括截断码、m序列、gold码，编码经过调制后产生bpsk信号和txen信号，最后bpsk信号经射频通道进行变频、由txen信号控制功放电路进行放大后经天线发射出去即可完成数据上报。
33.单l频点的北斗终端的设备组成如图3所示，整个北斗终端主要由arm、cpld、射频通道以及功放单元等组成，区别于市面上常规的北斗终端，不再包含有s低噪放电路模块，简化了电路设计。
34.单l频点的北斗终端通过gps定位功能，获得北斗终端自身的经纬度位置信息，由arm通过查找波束覆盖表计算出北斗终端所在位置的最强入站s波束，连同arm获取到的北斗sim卡的特征值和采集到的上报数据信息，按照图2的入站编码格式进行编码，编码后的数据由cpld进行调制，生成调制后的bpsk信号和txen信号，最后调制信号经射频通道进行变频、由功放电路放大后经天线发射，即完成一次北斗终端的采集数据上报的发射任务。工作流程图如图4所示。
35.单l频点的北斗终端如果固定使用，上述设备框图及工作流程可进一步简化，可直接去掉gps定位功能电路：在北斗终端安装的时候，首先通过gps标校仪获取北斗终端固定地点的经纬度，通过查表获得此处的最强入站s波束，然后将s波束值直接固化在arm程序中，每次入站信息组帧时无需再次计算、查找最强入站s波束，直接使用s波束固化值即可。此种简化设计，可减少gps定位误差偏大及定位失锁的可能性，进一步增加了单l频点的北斗终端工作的可靠性，同时进一步降低了单l频点的北斗终端的制造成本。
36.本发明中的北斗终端需要额外注意的地方有：
37.1、北斗卡由arm进行控制，arm需要模拟北斗卡工作时序，才能正常和北斗卡进行通信，获取北斗卡特征值，否则无法执行读卡操作；
38.2、arm执行入站信息编码操作时，务必严格按照入站帧格式编码，否则卫星无法识别，导致数据丢包；
39.3、cpld进行组帧信息调制，生成bpsk信号和txen信号，cpld需要做好这两个信号的工作时序控制，否则可能导致通道、功放电路工作异常。