[实用新型]一种基于北斗二号和IMU组合的高动态接收机

说明书

技术领域

本实用新型涉及高动态接收机的设计领域，特别涉及一种基于北斗二号和IMU组合的高动态接收机领域。 

背景技术

在电子干扰日益复杂的现代高科技战争中，如何进一步提高陆基发射武器动态性能和抗干扰能力，提高武器在恶劣的敌对环境中的生存能力是研制北斗二号和IMU组合高动态接收机设计的的重要目标。 

当空中目标机动能力很强、导弹进入充斥电子干扰的敌占区、车辆驶入高楼林立的城市“峡谷”时，由于北斗卫星信号受遮挡、干扰或处于高动态环境中，容易发生卫星信号失锁现象。对于机载、舰载等目标平台是不能容忍的，在战时将是致命的隐患；对于航空重力测量来说，将导致测量精度下降甚至测量结果不可用。因此，应用领域迫切需要提高干扰或高动态环境下北斗二号/IMU组合系统的导航性能。 

在高动态条件下，由于多普勒频率的影响，卫星信号容易失锁，为了能够跟踪北斗卫星信号，接收机跟踪环路带宽必须设计充分，然而对于跟踪环路的噪声来说，带宽越窄则跟踪精度越高。显然动态性能所要求的环路带宽和噪声所要求的环路带宽是一对矛盾体。因此为了提高测量精度，同时保证环路动态跟踪性能，必须采取其他手段。 

发明内容

本实用新型提供一种基于北斗二号和IMU组合的高动态接收机，具有抗干扰能力强、适合高动态环境应用的特点。 

为了实现上述目的，本实用新型使用以下技术方案： 

一种基于北斗二号和IMU组合的高动态接收机，包括天线单元、射频信号处理单元、基带信号处理单元、IMU单元和导航滤波器，天线单元通过射频与射频信息处理单元相连接，射频信息处理单元用于将天线单元接收的信号下变频成中频信号并向基带信号处理单元发送数据；射频信号处理单元与基带信号处理单元连接，基带信号处理单元通过地址数据总线与导航滤波器连接，IMU单元和导航滤波器通过SPI接口连接。

进一步，所述的天线单元包含有1个天线阵元、1个带通滤波器和1个低噪声放大器，天线阵元用于接收卫星发射的射频信号，带通滤波器与天线阵元相连，用于对射频信号进行滤波，低噪声放大器与带通滤波器相连，用于将信号放大后输出。 

进一步，所述射频信号处理单元由1个滤波器、1个射频模块以及1个8bit的A/D采样电路组成，射频模块和滤波器相连，用于将滤波后的射频信号完成下变频得到中频信号，A/D采样电路与射频模块相连，用于将中频信号转换成8位的数字信号并传输给基带信号处理单元。 

进一步，所述基带信号处理单元由1个捕获电路以及16路跟踪通道组成，捕获电路用于搜索指定卫星载波频率、码相位的粗略值，跟踪通道与捕获电路相连，用于对卫星信号的跟踪，得到观测量、导航电文等数据，每个跟踪通道包含1个载波跟踪环、1个码跟踪环。 

进一步，所述IMU单元包含了3个陀螺仪和3个加速度计，分别用于测量接收机三轴角速率以及三轴加速度，提供实时位置与速度信息，实时估算出多普勒频移，最后将信息传输给导航滤波器。 

进一步，所述导航滤波器，用于完成北斗二号和IMU信息的融合，实现IMU对北斗二号的辅助，并将个通道测量信息进行融合实现位置、速度和时间的解算。 

本实用新型的有益效果是： 

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的基于北斗二号和IMU组合的高动态接收机，通过北斗二号接收机接收卫星信息，利用IMU惯性测量单元实时估算出多普勒频移，最后在导航滤波器中进行数据融合，完成目标定位、目标跟踪、位置解算，实现高动态、抗干扰性强的北斗二号接收机；本系统充分利用现IMU的优点，实现北斗二号和IMU组合接收机设计，可以实现动态范围更高的应用领域。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明： 

如图1所示，一种基于北斗二号和IMU组合的高动态接收机，包括天线单元1、射频信号处理单元2、基带信号处理单元3、IMU单元4和导航滤波器5，天线单元1通过射频与射频信息处理单元2相连接，射频信号处理单元2与基带信号处理单元3连接，基带信号处理单元3通过地址数据总线与导航滤波器5连接，IMU单元4和导航滤波器5通过SPI接口连接。

天线单元1包含有1个天线阵元11、1个带通滤波器12和1个低噪声放大器13，带通滤波器12与天线阵元11相连，低噪声放大器13与带通滤波器12相连。天线单元1通过天线阵元11接收北斗卫星发射的射频信号，接收到的射频信号通过带通滤波器12进行滤波处理，最后通过低噪声放大器13进行放大后输出。