一种基于北斗导航的电力系统接收机装置的制作方法

本发明涉及接收机装置技术领域，具体为一种基于北斗导航的电力系统接收机装置。

背景技术：

接收机终端是卫星导航系统的重要组成部分，是卫星导航系统与广大应用的主体用户之间的唯一接口，是市场规模最大和产业化最重要的环节，目前，世界上使用最广泛的卫星导航接收机是GPS接收机，产品多达上百种，这些产品按用途分可分为授时型接收机，测地型接收机和导航型接收机等，按工作原理分可分为码相关型接收机，混合型接收机和千涉型接收机等，按动态范围可分为低动态，中动态与高动态等，从1981年第一台民用GPS接收机问世以来，GPS接收机技术有了长足的进步，从只供少数人使用的笨重昂贵的设备，到体积、重量、功耗、成本不断降低的集成芯片，从单通道、单频、单系统、单一功能到多通道、多系统、多功能，从模拟和分立器件到数字化、芯片化和软件化，随着接收机终端的体积越来越小，功耗越来越低，越来越多的接收机终端被集成到车载导航系统和手持通信设备中，具有非常广阔的市场发展前景。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种基于北斗导航的电力系统接收机装置，提出一种并行差分结构的相关器用于卫星导航接收机的捕获模块，该相关器通过对相关结果的复用，解决了在对多个卫星信号同时捕获时，计算代价巨大的问题，并且运算复杂度不随过采样率的提高而增加，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗导航的电力系统接收机装置，包括机盒和数字接收单元，所述数字接收单元的输入端连接有通道相关器，数字接收单元的输出端连接有输出单元，且数字接收单元、通道相关器和输出单元均安装在机盒的内部，所述通道相关器包括射频前端控制器和LAN总线模块，所述射频前端控制器和LAN总线模块的输入端连接有北斗通信模块，射频前端控制器和LAN总线模块的输出端连接有SAW滤波器；所述数字接收单元的输入端连接有接收机模拟前端，且数字接收单元还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器的数据输入端连接有射频读取模块，数字信号处理器的输出端连接有基带控制模块，数字信号处理器还连接有计算机控制系统、人机交互模块和电源模块。

作为本发明一种优选的技术方案，所述射频前端控制器和LAN总线模块的内部均安装有基带芯片，所述射频前端控制器采用GP2010系列芯片，所述LAN总线模块采用处理速度为1545.42MHZ的处理芯片，且基带芯片的输入端均连接有IF滤波器，所述IF滤波器的采用175MHZ的处理器控制。

作为本发明一种优选的技术方案，所述SAW滤波器包括信号调节模块，所述信号调节模块的输出端连接有低噪声放大器，所述低噪声放大器的输出端连接有接收天线。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数字信号处理器采用INTEL公司的接口类型为LGA1150的处理器，且数字信号处理器还连接有SDRAM存储器和信号捕获模块。

作为本发明一种优选的技术方案，所述射频读取模块包括模数转换器，所述模数转换器的输出端连接有下变频器，所述下变频器的输出端连接有频率合成器，所述频率合成器的输出端连接到低噪声放大器的数据输入端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述基带控制模块包括码跟踪模块和载波跟踪模块，所述码跟踪模块和载波跟踪模块的输入端均连接到导航数据提取模块的输出端，且码跟踪模块的输出端还连接有RS232通信接口，所述载波跟踪模块内置有标准定位数据库。

作为本发明一种优选的技术方案，所述计算机控制系统包括时钟控制模块和压控振荡器，所述时钟控制模块连接到数字信号处理器，数字信号处理器和压控振荡器之间还连接有锁相环，所述压控振荡器输出端连接有分频器，所述分频器的输出端反馈连接到鉴相器的输入端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述人机交互模块包括液晶触摸屏和矩阵按键，所述液晶触摸屏和矩阵按键的数据端连接有定位解算模块。

作为本发明一种优选的技术方案，所述输出单元连接到RS232通信接口，且输出单元由多个串行输出端口组成，包括TTL电平输出端口、用户输出端口和通信光纤接口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于北斗导航的电力系统接收机装置，设置有射频前端控制器，由于接收机和卫星的相对运动，会造成射频信号载波频率的偏离标称值，这一频率的偏移即为多普勒频偏，同时接收到PRN码的相位对于接收机来说也是未知的，因此由模拟前端输入的信号，具有码相位和多普勒频偏双重的不确定性，基带信号处理部分的首要任务是确定空中可见的卫星，并对齐卫星信号的码相位及确定多普勒频偏，提出这种并行差分结构的相关器提出用于卫星导航接收机的捕获模块，该相关器通过对相关结果的复用，解决了在对多个卫星信号同时捕获时，计算代价巨大的问题，并且运算复杂度不随过采样率的提高而增加。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电路结构示意图。

图中：1-机盒；2-数字接收单元；3-通道相关器；4-输出单元；5-射频前端控制器；6-LAN总线模块；7-SAW滤波器；8-数字信号处理器；9-射频读取模块；10-基带控制模块；11-计算机控制系统；12-人机交互模块；13-电源模块；14-北斗通信模块；15-基带芯片；16-IF滤波器；17-信号调节模块；18-低噪声放大器；19-接收天线；20-SDRAM存储器；21-信号捕获模块；22-模数转换器；23-下变频器；24-频率合成器；25-码跟踪模块；26-载波跟踪模块；27-时钟控制模块；28-压控振荡器；29-锁相环；30-分频器；31-液晶触摸屏；32-矩阵按键；33-定位解算模块；34-接收机模拟前端；35-导航数据提取模块；36-RS232通信接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种基于北斗导航的电力系统接收机装置，包括机盒1和数字接收单元2，所述数字接收单元2的输入端连接有通道相关器3，数字接收单元2的输出端连接有输出单元4，且数字接收单元2、通道相关器3和输出单元4均安装在机盒1的内部，所述输出单元4连接到RS232通信接口36，且输出单元4由多个串行输出端口组成，包括TTL电平输出端口、用户输出端口和通信光纤接口，所述通道相关器3包括射频前端控制器5和LAN总线模块6，所述射频前端控制器5和LAN总线模块6的内部均安装有基带芯片15，所述射频前端控制器5采用GP2010系列芯片，所述LAN总线模块(6)采用处理速度为1545.42MHZ的处理芯片，且基带芯片15的输入端均连接有IF滤波器16，所述IF滤波器16的采用175MHZ的处理器控制，所述射频前端控制器5和LAN总线模块6的输入端连接有北斗通信模块14，射频前端控制器5和LAN总线模块6的输出端连接有SAW滤波器7，所述SAW滤波器7包括信号调节模块17，所述信号调节模块17的输出端连接有低噪声放大器18，所述低噪声放大器18的输出端连接有接收天线19；所述数字接收单元2的输入端连接有接收机模拟前端34，且数字接收单元2还包括数字信号处理器8，所述数字信号处理器8采用INTEL公司的接口类型为LGA1150的处理器，且数字信号处理器8还连接有SDRAM存储器20和信号捕获模块21，所述数字信号处理器8的数据输入端连接有射频读取模块9，所述射频读取模块9包括模数转换器22，所述模数转换器22的输出端连接有下变频器23，所述下变频器23的输出端连接有频率合成器24，所述频率合成器24的输出端连接到低噪声放大器18的数据输入端，数字信号处理器8的输出端连接有基带控制模块10，所述基带控制模块10包括码跟踪模块25和载波跟踪模块26，所述码跟踪模块25和载波跟踪模块26的输入端均连接到导航数据提取模块35的输出端，且码跟踪模块25的输出端还连接有RS232通信接口36，所述载波跟踪模块26内置有标准定位数据库，数字信号处理器8还连接有计算机控制系统11、人机交互模块12和电源模块13，所述计算机控制系统11包括时钟控制模块27和压控振荡器28，所述时钟控制模块27连接到数字信号处理器8，数字信号处理器27和压控振荡器28之间还连接有锁相环29，所述压控振荡器28输出端连接有分频器30，所述分频器30的输出端反馈连接到鉴相器27的输入端，所述人机交互模块12包括液晶触摸屏31和矩阵按键32，所述液晶触摸屏31和矩阵按键32的数据端连接有定位解算模块33。

(1)所述信号捕获模块21设置射频前端控制器5和LAN总线模块6两种定位授时模块，互为备用，从而提高稳定性能，利用北斗二代卫星导航接收机的并行差分相关算法和相关器结构，借鉴了快速相关算法和差分相关算法的思想，通过对相关结果的复用，能以较小的运算复杂度为代价，在时域实现对多个卫星信号同时捕获，使得每个复现码一次相关的运算量并不随过采样率的增加而增加；

(2)所述数字信号处理器8用于控制接收信号、进行数据处理并控制信号输出，所述SDRAM存储器20用于扩大数字信号处理器8的RAM容量并实现动态缓存，从而提高处理速度，而且对于单比特量化北斗二代导航接收机，对载波跟踪环路中的鉴相器进行了设计，提出了一种应用于单比特量化导航接收机中的鲁棒数字鉴相器，不同于己有的数字鉴相器，该鉴相器是对l/Q两路的相位分别进行估计，再进行线性融合，以获得较强的鲁棒性，无论是在高信噪比还是低信噪比的情况下，鲁棒数字鉴相器都具有比传统反正切鉴相器和数字鉴相器更好的估计精度和鲁棒性；

(3)所述人机交互模块12用于实现人机交互操作，所述液晶触摸屏31用于实现界面显示和选择操作，所述矩阵键盘32用于输入指令，所述定位解算模块33用于实现液晶触摸屏31和输入键盘32之间定位信号算法的转换；所述电源模块13为整个装置供电，所述导航数据提取模块35实现不同导航信息对于模块要求，所述RS232通信接口36在数字信号处理器8的控制下实现对不同工作模块的接口控制。

本发明的工作原理：该基于北斗导航的电力系统接收机装置，设置有射频前端控制器，由于接收机和卫星的相对运动，会造成射频信号载波频率的偏离标称值，这一频率的偏移即为多普勒频偏，同时接收到PRN码的相位对于接收机来说也是未知的，因此由模拟前端输入的信号，具有码相位和多普勒频偏双重的不确定性，基带信号处理部分的首要任务是确定空中可见的卫星，并对齐卫星信号的码相位及确定多普勒频偏，提出这种并行差分结构的相关器提出用于卫星导航接收机的捕获模块，该相关器通过对相关结果的复用，解决了在对多个卫星信号同时捕获时，计算代价巨大的问题，并且运算复杂度不随过采样率的提高而增加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。