一种GPS信号接收装置的制作方法

本实用新型涉及GPS设备技术领域，更具体的是涉及一种GPS信号接收装置。

背景技术：

卫星导航及定位系统已经广泛应用于社会发展的各个领域。在导航方面，卫星导航系统可以为船舶、汽车、飞机等运动物体进行定位导航。例如：船舶远洋导航和进港引水，飞机航路引导和进场降落，汽车自主导航，地面车辆跟踪和城市智能交通管理，紧急求生，个人通讯终端等。在测绘测量方面，卫星导航系统可以提供各种等级的测量精度，例如：大地测量，控制测量，道路和各种线路放样，水下地形测量，地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测，精细农业等方面。除了用于导航、定位、测量外，由于卫星导航系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息，因此，以空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监测站的监控下，传送精确时间和频率是卫星导航系统的另一重要应用，应用该功能可进行精确时间或频率的控制，可为许多工程实验服务。

由此可见卫星导航系统关系着国民经济的各个方面，通常情况下，GPS由终端设备、空间卫星和地面监控系统三部分组成，其中由地面监控系统实现对终端设备的实时定位和测速，然而现有地面监控系统的接收机由于仅采用了一级滤波器，导致信号噪声较大，解析信号中夹杂着干扰信号，使得接收机对终端设备的定位不准确。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决现有的地面监控系统的接收机由于仅采用了一级滤波器，导致信号噪声较大，解析信号中夹杂着干扰信号，使得接收机对终端设备的定位不准确的问题，本实用新型提供一种GPS信号接收装置。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种GPS信号接收装置，包括天线模块、射频模块、相关器模块以及微控制器模块，其特征在于：所述射频模块包括型号为GP2015的射频前端芯片A1、分别与射频前端芯片A1连接的一级滤波电路和二级滤波电路，所述天线模块负责将卫星信号微弱的电磁波能转化为电流，并对电流进行放大，传送至射频模块；

所述射频模块接收来自天线模块的电流信号，将电流信号与不同频率的本振信号经一级滤波电路、二级滤波电路和射频前端芯片A1内置滤波器三级下变频到中频；

所述相关器模块与射频模块连接，用于将中频信号变换为TTL电平输出，实现射频模块与微控制器模块的信号传递；

所述微控制器模块对相关器模块进行读写操作，获取信号数据，实现信号定位。

进一步的，所述天线模块包括依次连接的天线EA、低噪声滤波器A3和前置放大器A4，天线EA用于将卫星信号微弱的电磁波能转化为电流信号，低噪声滤波器A3用于抑制电流信号中的干扰信号，前置放大器A4用于将电流信号放大。

进一步的，所述一级滤波电路采用二阶切比雪夫滤波器，中心频率为175.42MHz，带宽为2MHz，二级滤波电路采用声表面滤波器SF1，中心频率为35.4MHz，带宽为2MHz。

进一步的，所述相关器模块包括型号为GP2021的基带相关器A2，基带相关器A2接收来自射频前端芯片A1的差分时钟信号、MAGO、SIGO、PLLRDY和PRESET信号，射频前端芯片A1和基带相关器A2的差分时钟引脚直接相连，CLK端与SAMPCLK端、MAG端与MAGO端以及SIGN端与SIGNO端之间分别串联有电阻。

进一步的，所述微控制器模块包括型号为TMS320C6747的控制芯片A6，控制芯片A6的外部存储器接口EMIFA与基带相关器A2匹配，将EMIFA的片选EMA_CS[3]与基带相关器A2的NCS相连，通过设置控制芯片A6中EMIFA接口片选信号EMA_CS的READ_SETUP、READ_STROBE、READ_HOLD、WRITE_SETUP、WRITE_STROBE、TA、WRITE_HOLD的时间实现与基带相关器A2的数据传输，基带相关器A2的ACCUM_INT端与控制芯片A6的TM64P0_IN12相连，保证数据的正常传输。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的GPS信号通过天线EA、低噪声滤波器A3和前置放大器A4处理后输入到射频前端芯片A1，射频前端芯片A1将该信号与不同频率的本振信号经三级下变频到中频，通过基带相关器A2对中频信号进行解调和解扩，将中频信号变换成TTL电平输出，输出电平传送至微控制器模块对终端设备的卫星信号进行定位，滤除了信号中的噪声和干扰信号，提升了信号的准确性和稳定性，大大提高了接收装置对信号的定位精度，使得定位精准。

附图说明

图1是本实用新型的模块连接示意图。

图2是本实用新型天线模块的电路原理图。

图3是本实用新型一级滤波电路的电路原理图。

图4是本实用新型二级滤波电路的电路原理图。

图5是本实用新型射频前端芯片A1与基带相关器A2的接口电路原理图。

图6是本实用新型控制芯片A6与基带相关器A2的接口电路原理图。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种GPS信号接收装置，包括天线模块、射频模块、相关器模块以及微控制器模块，所述射频模块包括型号为GP2015的射频前端芯片A1、分别与射频前端芯片A1连接的一级滤波电路和二级滤波电路，所述天线模块负责将卫星信号微弱的电磁波能转化为电流，并对电流进行放大，传送至射频模块；

所述射频模块接收来自天线模块的电流信号，将电流信号与不同频率的本振信号经一级滤波电路、二级滤波电路和射频前端芯片A1内置滤波器三级下变频到中频；

所述相关器模块与射频模块连接，用于将中频信号变换为TTL电平输出，实现射频模块与微控制器模块的信号传递；

所述微控制器模块对相关器模块进行读写操作，获取信号数据，实现信号定位。

如图2所示，所述天线模块包括依次连接的型号为NovAtel GPS-511的天线EA、型号为SAFSE1G57的低噪声滤波器A3和型号为BGA715L7的前置放大器A4，天线EA用于将卫星信号微弱的电磁波能转化为电流信号，低噪声滤波器A3用于抑制电流信号中的干扰信号，前置放大器A4用于将电流信号放大。

天线EA的2-5端均接地，1端与低噪声滤波器A3的2端连接，并且还连接有电感L2，电感L2的另一端连接有电源电压VCC，电源电压VCC连接有电容C2，电容C2的另一端接地；

低噪声滤波器A3的1、3、4、6端均接地，低噪声滤波器A3的5端连接有电容C3，电容C3的另一端与前置放大器A4的1端连接，并且还连接有电感L8，电感L8的另一端与前置放大器A4的2端连接并且还连接有电容C5，电容C5的另一端接地，前置放大器A4的3、7、5端均接地，前置放大器A4的6端与4端分别与射频前端芯片A1连接。

如图3所示，本实施例中的一级滤波电路采用二阶切比雪夫滤波器，中心频率为175.42MHz，带宽为2MHz，如图4所示，本实施例中的二级滤波电路采用声表面滤波器SF1，中心频率为35.4MHz，带宽为2MHz，第三级滤波为射频前端芯片A1内置滤波器，用于滤除噪声和干扰信号。

实施例2

如图5所示，本实施例在实施例1的基础之上进一步优化，具体是：

所述相关器模块包括型号为GP2021的基带相关器A2，基带相关器A2接收来自射频前端芯片A1的差分时钟信号、MAGO、SIGO、PLLRDY和PRESET信号，射频前端芯片A1和基带相关器A2的差分时钟引脚直接相连，CLK端与SAMPCLK端、MAG端与MAGO端以及SIGN端与SIGNO端之间分别串联有电阻R10、电阻R9和电阻R8。

实施例3

如图6所示，本实施例在实施例2的基础之上进一步优化，具体是：

所述微控制器模块包括型号为TMS320C6747的控制芯片A6，控制芯片A6的外部存储器接口EMIFA与基带相关器A2匹配，将EMIFA的片选EMA_CS[3]与基带相关器A2的NCS相连，通过设置控制芯片A6中EMIFA接口片选信号EMA_CS的READ_SETUP、READ_STROBE、READ_HOLD、WRITE_SETUP、WRITE_STROBE、TA、WRITE_HOLD的时间实现与基带相关器A2的数据传输，基带相关器A2的ACCUM_INT端与控制芯片A6的TM64P0_IN12相连，基带相关器A2的ACCUM_INT端输出一个间隔505.05us的信号，保证接口之间数据的正常传输；

具体实施中，将控制芯片A6的EMA_A[0：7]端、EMA_D[0：15]端、EMA_CS[3]端、EMA_OE端、EMA_WE端、RESET端分别与基带相关器A2的A[2：9]端、D[0：15]端、NCS端、READ端、WREN端、NRESET_O/P端对应连接。

上述实施例中的GPS信号通过天线EA、低噪声滤波器A3和前置放大器A4处理后输入到射频前端芯片A1，射频前端芯片A1将该信号与不同频率的本振信号经三级下变频到中频，通过基带相关器A2对中频信号进行解调和解扩，将中频信号变换成TTL电平输出，输出电平传送至微控制器模块对终端设备的卫星信号进行定位，滤除了信号中的噪声和干扰信号，提升了信号的准确性和稳定性，大大提高了接收装置对信号的定位精度，使得定位精准。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。