[实用新型]一种卫星信号处理的电路结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种卫星信号处理的电路结构。

背景技术

卫星导航就是接收导航卫星发送的导航定位信号，并将导航卫星作为动态已知位置，实时地测定在当前位置和速度。其中涉及GNSS(Global Navigation Satellite System，即全球导航卫星系统)领域中双频GPS接收机的L2信号捕获与跟踪方法。GPS卫星信号通常采用伪随机码(PRN)进行扩频调制。GPS卫星信号主要有C/A码(Coarse粗码，民用码)和P码(Prec ise，精码)，C/A码加载在L1载波上，P码分别加载在L1和L2载波上，L1的频率为1575.42MHz，L2的频率为1227.6MHz，C/A码的码率为1.023M，P码的码率为10.23M。GPS为美国军方所控制，当美国军方实行所谓的AS政策时，调制在L1和L2载波上的信号则由P码与保密的W码异或而成，被称为Y码，目前已知的W的码率特征为500K。射频信号经低噪声前置放大器放大后经功分器分成L1和L2两路信号，这两路信号经过滤波、变频、解调后，通过A/D变换器转成数字信号送入基带处理器。基带处理器首先对输入的L1和L2信号进行各通道都必须的和相同的前端处理。处理后的L1和L2信号同时送入多个处理通道以实现对多颗卫星的同时跟踪。基带电路主要包括L1/L2载波跟踪环路、C/A码跟踪环路、C/A码相关电路、L1-P/L2-P码跟踪环路、L1-W/L2-W码估计电路、L1与L2相乘电路、L2相关电路、测量数据锁存电路等。对于C/A码的跟踪采用的是常规扩频解扩处理方法，基带信号经过载波环消除载波后由C/A码环进行解扩，解扩电路输出超前(Early，即后面的E)、即时(Prompt，即后面的P)和滞后(Late，即后面的L)三种延时信号输出，超前和滞后输出用来实现C/A码的跟踪，而即时信号P输出用来实现对载波环的锁定，同时也提供信噪比的检测和导航数据的识别。对于P码而言，由于L1-P和L2-P被保密的W码加密成了Y码，而保密的W码对民用用户是未知的，这就造成了传统的跟踪方案不能对L2信号进行直接跟踪。但可以利用L2信号的一些特征来实现对L2信号的跟踪，目前，已提出的L2信号跟踪方法主要有L2平方法、L1乘L2互相关方法、P码辅助平方法、Z跟踪L2相位恢复法、软判决Z跟踪方法、最大似然半无码L2解调方法。

因为需要根据有限的W码特征实现对加密的P码(即Y码)进行捕获与跟踪，在此过程中必将导致信号的损失，所以如何保证对L2信号处理的质量成为设计的难点之一。由于前三种方法是在P码没有解扩的情况下进行的处理，所以对信号的损失很大，跟踪效果很差，在低信号强度下很难实现对卫星的跟踪，不是目前使用的主要方法。第四种Z跟踪技术先对L1-P和L2-P进行解扩去P码后，将信号带宽降到W码带宽500KHz，降低了噪声对信号的影响。再利用L1-P和L2-P附带信息相同的特性，通过L1和L2相乘消除W码的影响，极大提高了系统的性能，降低了W码未知带来的损失。后两方法是在第四种方法的改进，通过更复杂的处理达到提高效果的目的。但是，这些方法中均需要以复杂的电路结构和高性能的处理器为代价，不仅成本高，而且性能难以做到稳定可靠，这样就给GPS导航技术的大规模普及应用带来了一定的障碍。

实用新型内容

鉴于目前卫星导航技术领域存在的上述不足，本实用新型提供一种卫星信号处理的电路结构，精度高、电路结构简单、处理过程快捷、成本较低、工作性能稳定可靠。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种卫星信号处理的电路结构，所述卫星信号处理的电路结构包括L1信号处理电路、L2信号处理电路和信号中央处理电路，所述L1信号处理电路包括L1信号载波跟踪环路、L1信号码跟踪环路、L1信号相关器和L1信号P码处理电路，所述L2信号处理电路包括L2信号载波跟踪环路、L2信号码跟踪环路、L2信号W码估计电路、交叉相乘器和L2信号相关器，所述L1信号P码处理电路依次经所述L1信号载波跟踪环路、L1信号码跟踪环路和L1信号相关器与所述信号中央处理电路相连，所述L2信号载波跟踪环路依次经所述L2信号码跟踪环路、L2信号W码估计电路、交叉相乘器和L2信号相关器与所述信号中央处理电路相连。

依照本实用新型的一个方面，所述L1信号载波跟踪环路依次经所述L1信号码跟踪环路、L1信号相关器和所述L1信号P码处理电路与所述交叉相乘器相连。