专利名称：高动态gnss多模卫星导航接收机集成模块装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于软件的GNSS多模接收机，面对的用户的主要是飞机、导弹等 具有较高飞行动态的飞行器。
背景技术：
传统的卫星导航接收机主要由天线、前置低噪声放大器、射频前端芯片和基带处 理芯片组成，接收机的各个部分均使用专用集成电路(ASIC)对信号进行处理，运算速度 快，但设计定型后难以改变。随着卫星导航接收机向多模兼容的方向发展，这种以硬件为基 础的传统解决方案将面临系统开发时间长、开发费用上升、不易升级等问题。因此，我们设 计的GNSS多模接收机采用了基于软件的解决方案，接收机芯片对信号的处理过程软件可 编程控制，基于软件的GNSS多模接收机集成模块的工作模式和接收频段完全可编程，通过 更换接收芯片的程序来适应多频段和多模的工作方式。这不但降低了开发费用，同时也大 大缩短了新产品的上市时间。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种高动态GNSS多模卫星导航 接收机集成模块装置，通过多模组合的方式解决以往依赖于GPS而产生的在导航设备上缺 乏完好性、缺乏服务的可用性和连续性问题。不仅能填补单一系统存在的覆盖空白问题，而 且可使系统精度显著提高。本实用新型的技术方案是一种高动态GNSS多模卫星导航接收机集成模块装置， 其特征在于包括天线、低噪放、射频通道、综合信息处理模块、供电单元和整机结构，所述天线为GPS、GL0NASS和BD-1接收三频天线，完成GPS、GL0NASS和BD-1卫星 信号的接收功能；所述低噪放集成在天线内部，包括GPS/GL0NASS和BD-I低噪放，将天线接收到的 卫星信号进行低噪声放大；所述射频通道包括GPS/GL0NASS兼容通道和BD-I接收通道，主要完成卫星信号的 下变频，并提供时钟输出；所述综合信息处理模块包括基带信号处理模块、信息处理模块和应用处理模块三 部分，基带信号处理模块完成GPS、GL0NASS和BD-I信号的解扩、解调、跟踪、位同步和帧同 步等，将最终的解调数据及测距数据送入信息处理模块，解算出位置信息，位置信息通过应 用处理模块输出。BD-I接收通道包括接收和本振两个部分，接收部分包括下变频、放大、滤波；本振 部分包括晶振和频率综合。基带信号处理模块和信息处理模块主要由A/D、FPGA、DSP可编程逻辑器件组成。本实用新型能够同时对12颗GPS导航星、12颗GL0NASS导航星和3颗BD-I导航 星的导航信号进行跟踪、处理和测量。[0012]本实用新型较好地解决了高动态GPS接收机动态性能和跟踪精度两方面的需要 问题，实现GPS、GLONASS、BD-I无源组合定位，支持单模和多模混合模式。该集成模块适 用于各类导航产品，在高动态下高精度地快速解算位置、速度信息，有很好的社会和经济效
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frff. ο本实用新型的成功完成对于增强我国在卫星导航技术领域的研发实力和促进国 内导航产业的快速发展有着里程碑式的重要意义。
图1是高动态GNSS多模卫星导航接收机集成模块装置原理图。图2是综合信息处理模块原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的内容做进一步说明参照图1所示天线为GPS、GLONASS和BD-1接收三频天线，完成GPS、GLONASS和 BD-I卫星信号的接收功能。在设计天线时要在空间和位置上充分考虑，保证三频天线波束 的圆度和相互间的隔离度，电缆尽量短并适当采用低损耗电缆，天线的性能好坏直接影响 到整机指标。低噪放包括GPS/GL0NASS和BD-I低噪放，将天线接收到的卫星信号进行低噪声放 大；射频通道包括GPS/GL0NASS兼容通道和BD-I接收通道，主要完成卫星信号的下变 频，并提供时钟输出。综合信息处理模块包括基带信号处理模块、信息处理模块和应用处理模块三部 分。基带信号处理模块完成GPS、GL0NASS和BD-I信号的解扩、解调、跟踪、位同步和帧同步 等，将最终的解调数据及测距数据送入信息处理模块，解算出位置信息，位置信息通过应用 处理模块输出。供电单元为整机提供电源管理，具有过流、过压、欠压和偶然极性接反保护功能。整机结构完成对上述组件进行固定安装，并考虑良好的环境适应性和电磁兼容 性。参照图2所示综合信息处理模块为软件运行提供硬件平台，包括基带处理、信息 处理、应用处理三部分，综合信息处理板的工作流程为基带信号通过A/D可编程逻辑器 件量化为数字信号送入FPGA可编程逻辑器件，FPGA在DSP可编程逻辑器件的控制下完成 GPS/GL0NASS/BD-1信号的捕获、跟踪、数据解调、观测数据生成等，将原始数据送入信息处 理单元处理并通过UART输出至应用单元输出；同时，通过应用单元人机交互，实时响应用 户输入指令，通过UART送给信息处理单元，完成数据组包，送给信号处理单元完成数据编 码，生成入站基带信号。在高动态GNSS多模卫星导航接收机集成模块设计过程中，为了实现接收机的小 型化目标，对接收机的射频通道、数字采样、基带信号处理等几个方面都进行了重新设计。 采用两个通道(GPS/GL0NASS兼容通道、BD-I单收通道)，多个基带信号处理通道的实现方 案。在天线视界内的所有导航星信号经过前置低噪声放大器放大，放大后的信号经下变频
4模块后变为模拟中频信号，模拟中频信号送到基带信号处理模块，信号经A/D采样、解扩、 解调处理后送到信息处理模块进行定位、导航解算，最终通过应用处理模块输出测量和定 位数据。
权利要求一种高动态GNSS多模卫星导航接收机集成模块装置，其特征在于包括天线、低噪放、射频通道、综合信息处理模块、供电单元和整机结构，所述天线为GPS、GLONASS和BD 1接收三频天线，完成GPS、GLONASS和BD 1卫星信号的接收功能；所述低噪放集成在天线内部，包括GPS/GLONASS和BD 1低噪放，将天线接收到的卫星信号进行低噪声放大；所述射频通道包括GPS/GLONASS兼容通道和BD 1接收通道，主要完成卫星信号的下变频，并提供时钟输出；所述综合信息处理模块包括基带信号处理模块、信息处理模块和应用处理模块三部分，基带信号处理模块完成GPS、GLONASS和BD 1信号的解扩、解调、跟踪、位同步和帧同步，将最终的解调数据及测距数据送入信息处理模块，解算出位置信息，位置信息通过应用处理模块输出。
2.如权利要求1所述的一种高动态GNSS多模卫星导航接收机集成模块装置，其特征在 于BD-I接收通道包括接收和本振两个部分，接收部分包括下变频、放大、滤波；本振部分包 括晶振和频率综合。
专利摘要本实用新型公开了一种高动态GNSS多模卫星导航接收机集成模块装置，包括天线、低噪放、射频通道、综合信息处理模块、供电单元和整机结构，所述天线为GPS、GLONASS和BD-1接收三频天线；所述低噪放集成在天线内部，包括GPS/GLONASS和BD-1低噪放，将天线接收到的卫星信号进行低噪声放大；所述射频通道包括GPS/GLONASS兼容通道和BD-1接收通道；所述综合信息处理模块包括基带信号处理模块、信息处理模块和应用处理模块三部分。本实用新型较好地解决了高动态GPS接收机动态性能和跟踪精度两方面的需要问题，实现GPS、GLONASS、BD-1无源组合定位，支持单模和多模混合模式。该集成模块适用于各类导航产品，在高动态下高精度地快速解算位置、速度信息，有很好的社会和经济效益。
文档编号G01S19/13GK201707440SQ20102024891
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者易蓬, 杨进 申请人:西安展意信息科技有限公司