[发明专利]导航卫星信号的可配置通用射频处理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别是一种导航卫星信号的可配置通用射频处理方法和系 统，该方法和系统适用于各种导航卫星体制、各种频率、各种码的卫星信号的射频处理， 包括美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的GLONASS系统、中国的北斗系统等， 以及未来可能出现的新的卫星导航体制和新的卫星信号。本发明使得可以基于一个通用的 射频电路，只需要根据不同的频率、带宽，经过不同的设置，就可以接收相应导航卫星的 信号，不论其体制、频率和码型，具有通用性、灵活性、成本低的优点。另外，射频电路 输出的数字中频信号经过可配置数字处理模块，包括可配置数字混频器，可配置数字滤波 器，可配置降采样等，使得最终输出的数字中频信号的中频频率、带宽、采样频率、采样 点的比特数可设置，以增加射频处理部分输出的灵活性，最大限度的与数字基带处理部分 的要求匹配。

背景技术

卫星导航系统是一种通过接收机接收多颗导航卫星信号，接收机根据接收到的导航卫 星信号进行运算得到接收机位置的系统。一般卫星导航系统由分布于不同轨道平面的多颗 导航卫星组成，以保证在任何时间，应用范围内的任何地点都可以接收到多颗导航卫星的 信号，比如对于现在运行的美国GPS(Global Positioning System全球定位系统)系统的 应用范围是全球，就要保证在任何时间、全球的任何地点可以接收到至少四颗导航卫星的 信号。卫星导航接收机就是接收导航卫星信号，并根据接收到的卫星信号经过运算，得到 位置、时间、速度的装置。

图1是卫星导航接收机的组成的原理框图。卫星导航接收机通常由硬件和软件两部分 组成。硬件部分包括天线、射频部分、基带处理。天线将空间中的导航卫星电磁波转变为 电信号。射频部分将导航卫星信号放大、下变频、中频滤波、中频放大、数模变换，最后 输出数字中频信号。基带处理一般是数字电路，处理来自射频部分的数字中频信号，主要 包括相关器、中频载波生成、码时钟生成等部分。软件部分运行在处理器上，根据基带处 理部分的结果进行运算，得到接收机的位置、速度和时间等，同时写入控制参数到基带处理 部分。

射频处理部分是卫星导航接收机的必不可少的部分，也是最前端的部分，图2是目前 卫星导航接收机射频处理部分的原理框图。低噪声放大器先将射频信号放大，该部分处于 系统的最前端，要求具有较低的噪声系数和适当的增益，以保证整个系统的噪声性能。锁 相环将本地时钟倍频产生本地载波，与射频信号混频，得到频率较低(几MHz～几十MHz) 的中频信号。滤波器是一带通滤波器，将一定频带外的噪声滤除。当模数变换多于1比特 时，需要增益控制放大器以保证输入模数变换的信号的幅度合适，如果模数变换只是1比 特，则只需要一般的放大器。模数变换是将中频模拟信号变为1比特或多比特的数字信号， 数字信号可以被进一步进行数字信号处理。上述结构虽然被目前所有市场上的卫星导航接 收机采用，但其存在如下不足之处。目前国际上存在着多种卫星导航体制，包括美国的GPS 系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的伽利略系统、中国的北斗系统等，以后也有可能会 出现更多的卫星导航系统。不同体制的导航卫星信号的结构不同，包括频率、带宽、码型 等都不一样，即使是同一个卫星导航体制，也存在着不同频率和带宽的多种信号。如GPS 系统中既有L1信号(频率是1.57542GHz)，也有L2信号(频率是1.2276GHz)，L1信号中 又有C/A码(带宽2MHz)和P码(带宽20MHz)，以后还会增加L5信号(频率是1.17645GHz)。 而采用上述现有导航卫星射频处理方法的电路由于参数固定，只能固定接收单一类型的导 航卫星信号，如只能接收L1频率的C/A码，如果要接收其它频率的导航卫星信号，则要采 用另外的电路。随着导航卫星体制的增加，及新频率、新信号的出现，将会有越来越多不 同的射频电路接收导航卫星信号。这将不利于多模卫星导航接收机的设计，电路缺乏灵活 性，成本也相对较高。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种导航卫星信号的可配置通用射频 处理方法。

本发明还提供一种导航卫星信号的可配置通用射频处理系统。

本发明技术方案如下：