专利名称：北斗一号无源定位授时终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种北斗一号无源定位授时终端。
背景技术：
精密定时在以通信、电力、控制等工业领域和国防领域有着广泛和重要的应用。目 前，在这些领域应用的定时手段主要是利用美国的全球导航定位系统，即GPS完成定时功 能，具体指GPS接收机通过某种方式获得本地时间与UTC标准时间的钟差，然后调整本地时 钟使时差控制在一定的精度范围内。 但是利用GPS卫星导航系统完成授时存在以下问题 1、由于GPS系统受控于美国国防部，这种方法自主性差，带来一些不稳定因素，例 如故意降低GPS服务精度，关闭信号，增加随机码，发送无线电干扰等。 2、美国政府对GPS系统有"局部屏蔽技术"，在战争或其他特殊时期，例如发生自 然灾害时，美国政府有可能关闭对我国的GPS服务。 3、在技术上，第一，GPS接收机提供的时间信号长期稳定性好，但短期稳定度差，第 二， GPS信号抗干扰能力差，第三，在卫星试验或调试中，GPS时钟可能跳变。
发明内容为了解决现在GPS卫星导航系统授时存在的上述技术问题，本实用新型提供一种 体积小、授时精度高、可靠的北斗一号无源授时终端。 本实用新型是采用下述方案实现的包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相 关器、1路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、1路解调器、Q路解调器、时差信息提 取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块， 所述A/D模数转换器与数字下变频器相连，数字下变频器分别与I路相关器、Q路相关器相 连，I路PN码生成器分别与I路相关器、时差信息提取模块相连，I路相关器的输出分别接 I路解调器、载波恢复模块，载波恢复模块的输出接数字下变频器，时差信息提取模块的输 出接时差测量模块，Q路相关器分别与Q路PN码生成器、Q路解调器相连，I路解调器和Q 路解调器的输出接导航电文生成模块，时延修正模块的输出接秒脉冲形成器。 上述的北斗一号无源定位授时终端中，所述秒脉冲形成器包括秒脉冲产生计数 器、晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路，秒脉冲产生计数器分别与晶振、计数器、秒 脉冲产生时间修正值电路、帧同步信号相连，计数器的输入接修正值信号写入，计数器的输 出接秒脉冲产生时间修正值电路。 本实用新型由于采用上述技术方案，它具备下述优点 1)终端运行稳定可靠、秒脉冲精度高。 2)在卫星信号短暂失锁的情况下，继续保持稳定，高精度的秒脉冲输出。 3)在没有外部坐标输入的情况下，可以将北斗的无源定位软件模块融入到授时功
能当中，实现无源授时。[0014]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。 图2为本实用新型中秒脉冲形成器的结构图。
具体实施方式参见图1，本实用新型包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码 生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢 复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块。A/D模数转换 器主要功能是将来自模拟射频模块的12. 24M的中频信号经滤波放大后，采样量化变换为 8bit的数字信号送至数字下变频器中；数字下变频器主要功能是在数字中频域将信号分 成1、Q支路；1路相关器实现I支路信号的相关运算，I路PN码产生器产生I路扩频码，两 者共同完成I路的解扩功能；Q路相关器实现Q支路信号的相关运算，Q路PN码产生器产生 Q路扩频码，两者共同完成Q路的解扩功能；1路解调器完成I路信号的解调，Q路解调器完 成Q路信号的解调；时差信息提取模块完成卫星波束到达时间差关键参数的形成；载波恢 复模块完成载波信号的产生，并通过锁相环路实现本地产生的载波与接收载波的频率与相 位同步；时差测量模块实现利用有关时差参数和相关算法进行时差测量；导航电文生成模 块根据获得的北斗分帧数据进行导航电文的提取与生成；时延修正模块实现对秒脉冲形成 器的计数器初始值进行动态修正；秒脉冲形成器产生lpps秒脉冲。 信息处理流程为来自信道模块的12. 24M的中频信号经滤波放大后，由A/D变换 为8bit的数字信号送至FPGA中。在FPGA中的DDC中完成信号的数字下变频、并分成I、Q 支路，I支路信息通过相关器和I路PN码生成完成I路解扩，送入载波恢复模块完成载波恢 复，送入解调模块完成解调，解扩信号接入时差信息提取完成，并在DSP中完成时差测量，Q 支路信息通过相关器和Q路PN码生成完成Q路解扩，送入解调模块完成解调，I、 Q两路信 号合并输入到导航电文生成模块完成导航电文生成，秒脉冲形成产生秒脉冲输出，DSP中秒 脉冲计数器时延休整对秒脉冲形成进行修正。 参见图2，所述秒脉冲形成器包括秒脉冲产生计数器、晶振、计数器、秒脉冲产生时 间修正值电路，秒脉冲产生计数器分别与晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路、帧同 步信号相连，计数器的输入接修正值信号写入，计数器的输出接秒脉冲产生时间修正值电 路。晶振产生时钟信号，当修正值信号写入信号来到，置秒脉冲产生时间修正值电路为l，启 动计数器；若计数器值大于32ms，置秒脉冲产生时间修正值电路为0 ;帧同步脉冲上升沿到 来，检测秒脉冲产生时间修正值电路是否为l，若为l，则将修正值强制植入秒脉冲产生计 数器；若秒脉冲产生时间修正值电路为O，则秒脉冲产生计数器在晶振驱动下，继续计数。 如果第n-l帧丢失，第'帧如期到达，此时修正数据存在时间超过31. 25ms，则判为无效，由 计数器自动运行，获取秒脉冲，由此避免了漏脉冲；如果第'帧丢失，第n+l帧到达时，第' 帧产生的修正数据已经失效，此时不对计数器进行修正，由此避免了多脉冲的现象。
权利要求一种北斗一号无源定位授时终端，其特征在于包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块，所述A/D模数转换器与数字下变频器相连，数字下变频器分别与I路相关器、Q路相关器相连，I路PN码生成器分别与I路相关器、时差信息提取模块相连，I路相关器的输出分别接I路解调器、载波恢复模块，载波恢复模块的输出接数字下变频器，时差信息提取模块的输出接时差测量模块，Q路相关器分别与Q路PN码生成器、Q路解调器相连，I路解调器和Q路解调器的输出接导航电文生成模块，时延修正模块的输出接秒脉冲形成器。
2. 根据权利要求1所述的北斗一号无源定位授时终端，其特征在于所述秒脉冲形成 器包括秒脉冲产生计数器、晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路，秒脉冲产生计数器 分别与晶振、计数器、秒脉冲产生时间修正值电路、帧同步信号相连，计数器的输入接修正 值信号写入，计数器的输出接秒脉冲产生时间修正值电路。
专利摘要本实用新型公开了一种北斗一号无源定位授时终端。它包括A/D模数转换器、数字下变频器、I路相关器、I路PN码生成器、Q路相关器、Q路PN码生成器、I路解调器、Q路解调器、时差信息提取模块、载波恢复模块、秒脉冲形成器、时差测量模块、导航电文生成模块和时延修正模块。本实用新型通过接收北斗一号卫星信号，对广播电文进行解码以得到卫星位置、速度等信息，而后结合用户位置，测量信号传播时延，得到所需的精确稳定的秒脉冲，实现本地时间与北斗时间的同步。
文档编号G04G5/02GK201540463SQ20092031475
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者易大江, 王浩, 申若耀, 贾坤 申请人:湖南创越电子科技有限公司