[发明专利]全球卫星导航系统信号的接收方法及接收机

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术，尤其涉及一种融合全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的全球卫星导航系统(GNSS)信号的接收方法，以及一种GNSS信号接收机。

背景技术

当前，卫星导航应用已发展成为全球性的高新技术产业，并正经历着从以车辆应用为主体的市场格局转变为以个人消费应用为主流的市场格局。便携式导航设备(PND)在过去几年全球范围内的快速发展，成为了技术在消费类产品中最成功的应用之一。

随着GNSS的发展，导航产品的定位功能将可以由多个卫星系统实现，欧洲Galileo系统、美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、中国北斗系统等多种系统共存的局面在未来会成为一种重要的应用趋势。

多种系统共存比只使用单一系统更安全，但也在成本、功耗和物理尺寸方面对接收机、设备等硬件提出了更高的要求。随着卫星导航系统从GPS时代向GNSS时代的转化，双星座或多星座的兼容接收机会成为未来卫星导航定位接收机的主流产品。

兼容接收机的优势在于：有利于提高导航定位的精度和可用性、连续性、完好性。具体而言，由于卫星数量的成倍增加，在接收视野受到可能的遮掩和阻挡时，仍然保证有足够的卫星实现定位功能，在城市环境中这一优点极具实用价值，这意味着定位服务将具有更高的可用性和连续性。卫星数量的增加也会在一定程度上改善几何精度因子，提供更高的定位精度。当某个卫星导航星座出现异常情况时，其它系统的卫星信号仍然可以保证接收机的正常工作。接收机自主完好性检测性能也同可见卫星数量正相关，5颗卫星情况下只能检测出卫星故障但却不能找出并剔除故障卫星，6颗以上卫星条件下则可以检测出故障卫星，从而利用剩下的健康卫星完成定位解算。

但是目前仅GPS和Galileo系统在互操作性设计方面取得明显的进展，GPS的L1频点和Galileo的E1频点的频率完全重合，采用同一个射频前端通道可以同时接收前述两路信号。而GLONASS-L1、北斗B1信号则被设置在不同的频点，这就意味着兼容接收机的前端部分必须具有多个射频通道，才能完成多系统信号接收任务。

以美国Javad公司产品TR-G3T OEM板为例，该产品能够同时接收GPS、GLONASS和Galileo多个频点的信号，但是，产品价格昂贵，功耗也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种全球卫星导航系统信号的接收机，克服现有接收设备功耗较高的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全球卫星导航系统信号接收机，包括天线，还包括：

射频前端模块，用于根据第一控制指令，以时分模式将射频通道的带宽与所述天线接收的全球卫星导航系统(GNSS)信号进行匹配，并根据所述GNSS信号产生数字中频信号；

基带处理模块，用于根据第二控制指令对所述数字中频信号进行基带处理；

控制模块，用于根据所述基带处理的结果、用户输入及预设的控制策略，产生所述第一控制指令以及所述第二控制指令。

优选地，所述射频前端模块包括数字中频超外差架构或者零中频架构的射频前端模块。

优选地，所述零中频架构的射频前端模块包括：

低噪放大器，用于对所述GNSS信号进行低噪放大；

本地振荡器，用于产生本振信号；

第一数字混频单元，用于对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第一数字混频信号；

第二数字混频单元，用于对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行混频、滤波以及放大处理后，转换为第二数字混频信号。

优选地，所述零中频架构的射频前端模块进一步包括：

带通滤波器，用于对所述GNSS信号进行带外干扰信号的滤波处理；

其中，所述低噪放大器，用于对经过所述带外干扰信号的滤波处理的GNSS信号进行低噪放大。

优选地，所述第一数字混频单元对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的同相分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理；所述第二数字混频单元对经过所述低噪放大后的GNSS信号及所述本振信号的正交分量进行滤波处理，包括带通滤波或者低通滤波处理。

优选地，所述天线接收的所述GNSS信号包括全球卫星定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)系统、伽利略(Galileo)系统和北斗(BD)系统中至少两者的卫星信号。