[发明专利]全球定位系统实时软件接收机及其实时处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域的导航、定位设备和实时处理，尤旨一种利用现代科技手段，通过接收到的全球卫星定位系统GPS(Global Positioning System)信号，进行实时定位和实时处理，应用于信号采样和计算机软件处理的实时软件接收机装置及其实时处理方法。

背景技术

目前，全球卫星定位系统GPS软件接收机凭着其可修改性以及低成本的优点，逐渐显示出了自己的优势。

目前的全球卫星定位系统GPS软件接收机缺点是接收机在常用的windowsXP操作系统中信号处理的实时性差，定位结果不能及时响应卫星信号的多普勒频移，影响了定位的精度，要做到实时处理往往需要在专门的实时操作系统中实现，影响推广。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种通过把基带相关处理部分完全放到计算机里实现，即把射频RF(RadioFrequency)端的采样信号直接送入计算机，然后由微处理器完成全部的运算；采用Windows操作系统的程序进行信号的处理，通过信号采样传输模块和高速数字信号采集卡，又通过数字信号采集卡把中频采样信号送入计算机内存等有关接口，应用新的数字信号处理算法，完成GPS卫星信号捕获，跟踪，星历解调，伪距测量及位置解算；成功实现软件接收机的实时运行，达到既能快速信号处理和实现实时定位，又具有较高精度和灵敏度的全球定位系统实时软件接收机及其实时处理方法。

本发明要解决的技术问题是：硬件部分主要解决如何实现信号采样传输模块和高速数字信号采集卡问题；又如何通过数字信号采集卡把中频采样信号送入计算机内存等有关接口问题；软件部分主要解决如何运行在windows XP环境下的计算机软件的基带信号处理问题，以及在微软windows XP系统上如何实现软件的实时运行等有关技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置由复杂可编程逻辑器件、总线、接口、天线、移位寄存器、存储器、插座、A/D和计算机等部件组成，所述计算机内设有32位数字信号采集卡，32位数字信号采集卡插在计算机主机板周边元件扩展接口PCI插槽上，通过周边元件扩展接口PCI总线将数据发送给计算机，该计算机通过天线接收来自全球定位系统GPS卫星的无线导航信号，经由射频信号采样模块后，将2位数字信号传递到串并转换接口模块，经串并转换接口模块的输出信号通过基于通用处理器的计算程序软件，而非全球定位系统GPS专用基带处理芯片进行基带信号的处理，各模块组合为一整体的软件接收机，该装置至少包括：

一信号采样传输模块中由射频信号采样模块和串并转换接口模块组成，天线与信号采样传输模块中的射频信号采样模块的输入端相连接，射频信号采样模块将天线输入的无线导航信号采样并数模转换，射频信号采样模块的输入输出端和串并转换接口模块的输出输入端相互连接，串并转换接口模块的输出端输出数字信号传递至32位数字信号采集卡的输入端；

一计算机软件处理模块由采样信号与本地信号相关处理和信号捕获、跟踪、同步、导航解算模块组成，采样信号与本地信号相关处理的输入输出端与信号捕获、跟踪、同步、导航解算模块的输出输入端相互连接；

一32位数字信号采集卡通过周边元件扩展接口PCI(Peripheral Component Interconnect)总线与计算机软件处理模块中的采样信号与本地信号相关处理的输入端相互连接，计算机获取32位数字信号采集卡的数据后，通过软件处理，完成接收机的工作。

所述的全球定位系统实时软件接收机的射频信号采样模块通过连接插座和串并转换接口模块中的各部件相连接，其中：

一射频信号采样模块由GP2015芯片和串口组成，GP2015芯片依次输出两位串行数字信号，一位为符号位，一位为幅值位，分别通过连接插座与串并转换接口模块中驱动芯片的相应各输入端口相连接；GP2015芯片输出一采样时钟信号通过连接插座与串并转换接口模块中驱动芯片的相应输入端相连接；串口输入输出两个TTL电平的发送和接收信号，串口的输出发送信号通过连接插座与串并转换接口模块中串口电平转换的相应输入端口相连接，串口电平转换的输出接收信号与串口的相应输入端相连接；