[发明专利]GNSS信号数字采集回放系统在审

专利信息
申请号: 201910043595.1 申请日: 2019-01-17
公开(公告)号: CN109765579A 公开(公告)日: 2019-05-17
发明(设计)人: 耿浩轩;罗寒旭;陈德科;韦达伟;寇龙;党相振;邓祥祥;胡建利 申请(专利权)人: 上海华测导航技术股份有限公司
主分类号: G01S19/24 分类号: G01S19/24
代理公司: 上海宣宜专利代理事务所(普通合伙) 31288 代理人: 刘君
地址: 201702 上海*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 回放系统 数字采集 硬件系统 可编程逻辑阵列 嵌入式操作系统 图形化操作界面 采集 射频收发模块 采集数据 实时分析 外设接口 系统采集 系统结构 系统启动 应用层面 纯硬件 单一性 回放 配置
【说明书】:

发明提供了GNSS信号数字采集回放系统,包括硬件系统平台,所述硬件系统平台由zynq和射频收发模块构成,zynq又分为PS部分的ARM核心和PL部分的FPGA可编程逻辑阵列;嵌入式操作系统分为系统启动引导和应用层面的系统结构,本发明解决了纯硬件系统采集的单一性的问题;解决采集回放系统配置复杂的问题;实现了采集数据的实时分析;丰富的外设接口和图形化操作界面,可通过远程或本地实时或定时进行采集回放。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域,尤其涉及GNSS信号数字采集回放系统。

背景技术

随着全球卫星定位导航系统和我国北斗卫星导航系统应用的不断扩展,GNSS信号接收机的市场需求和技术指标要求不断上升。而作为GNSS信号接收设备开发过程中的有力工具,GNSS信号数字采集回放仪在GNSS设备研制测试过程中起到了越来越重要的作用。

全球卫星定位导航系统已应用数十年,在北斗卫星定位导航系统投入使用之前,我国卫星定位导航服务一直由美国GPS卫星定位系统主导,在卫星定位导航应用上受制于人。随着北斗卫星定位导航系统的不断发展和应用范围的不断扩展,国内GNSS信号接收机的研制又进入了快速发展的阶段。作为导航接收机研发过程中必不可少的设备,采集回放系统具有广阔的应用前景,结合软件无线电理念的发展,也同时迎来了新一轮的市场需求。新GNSS设备的开发,不断对GNSS信号采集回放设备提出了更高的标准和要求。

传统的GNSS信号采集回放设备主要分为两种实现方式:软件实现和硬件实现。软件方式主要为虚拟仪器,具有灵活性好移植性好的特点,但针对特定的硬件平台基础,或难达到被测设备的实时和数据完整性要求,偶发系统延迟、死机等故障,导致数据丢失,仅在数据分析和层面应用价值大;硬件方式具有非常好的实时性稳定性,但是应用对象单一,不可移植,灵活性较差,且数据的采集和分析相互分离,无法实时进行数据分析,只在数据链路层面具有非常好的应用价值。随着技术发展,Xilinx公司推出了ARM和FPGA相结合的zynq系列产品,若同时结合嵌入式系统,就能够将软件实现和硬件实现两种方式相结合,各自取长补短。

发明内容

为了解决上述不足的缺陷,本发明提供了GNSS信号数字采集回放系统,本发明通过在zynq双核心上运行嵌入式操作系统,作为软件部分,实现数据分析、存储、转发功能;在其FPGA部分上进行逻辑电路设计,再结合射频模块实现信号的接收、量化、缓存、发射功能。使用软件无线电的设计思路,用编程的方式控制硬件设备,既能够保留了硬件实现方式中数据链路层面实时性好的应用价值,又结合了软件实现方式中灵活、可移植的优点。最后在嵌入式Linux上映射各硬件设备节点,开发可执行程序对其进行操作,实现数据的采集功能。该系统的接收频点、采样率、带宽等参数都由软件来进行控制,能够满足不同应用条件下的各种需求,极大的提高GNSS接收机研制测试的工作效率。

本发明提供了GNSS信号数字采集回放系统,包括硬件系统平台和嵌入式操作系统,图1所示,其中硬件系统平台由zynq和射频收发模块构成,zynq又分为PS(processingsystem)部分的ARM核心和PL(programmable logic)部分的FPGA可编程逻辑阵列;嵌入式操作系统分为系统启动引导和应用层面的系统结构。此外,在zynq7020平台上还包括各种对外接口。

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