[发明专利]一种用于伪卫星时钟同步的电路系统及其工作方法

说明书

本发明涉及一种用于伪卫星时钟同步的电路系统及其工作方法，属于室内定位导航技术领域。系统包括一个基准信号源模块和多个伪卫星信号生成模块，基准信号源模块包括一个基准信号源、一个分频器和一个BPSK调制器，用于为伪卫星信号生成模块提供时钟信息和同步信息。伪卫星信号生成模块包括接收电路、时钟恢复电路、脉冲宽度检测电路、信息码生成模块和发射电路。本发明无需获取精准的时间信息，省去了高精度时钟和本地时钟，节约成本；时钟恢复电路直接从基准信号源模块发出的信号中恢复时钟，即可完成载波信号同步，节省了复杂的捕获跟踪及编解码电路；脉冲宽度检测电路通过检测周期性相位跳变引起鉴相器的变化，可完成信息码调制的同步。

技术领域

本发明涉及一种用于伪卫星时钟同步的电路系统及其工作方法，属于室内定位导航技术领域。

背景技术

全球定位系统可以为用户提供全天候、不间断、高精度的实时定位、导航和授时信息。但是由于卫星导航信号本质是一种电磁波，容易受到各种干扰，使得接收到的信号较弱。尤其是当GNSS接收机在室内工作时，卫星信号受建筑物的影响会大大衰减甚至出现无信号的情况，造成定位精度低或者无法定位。应对这种情况，目前主要的解决方法有WLAN辅助定位、UMTS辅助定位、惯导、红外定位和超声波定位等。这些解决方案各有优点，但仍不够成熟，且难以实现与GNSS系统的无缝衔接。伪卫星以其发射功率可控、数量灵活和可随意布设的特点，能够方便地应用在室内、地下停车场等无卫星信号的区域。

在实际应用中，伪卫星系统仅仅停留在理论或者实验阶段，没有得到大范围的推广。其主要原因是，基于伪卫星系统的精确定位，需要准确的伪卫星坐标信息和伪距观测信息。伪卫星坐标信息的获取过程为，首先通过精准测量得到伪卫星坐标位置，然后将其编写到伪卫星的星历中，最终接收机可以通过星历解码获取伪卫星坐标位置。而伪距观测信息需要通过各个伪卫星到接收机的时间差乘以光速得到。只有各个伪卫星的发射时钟精准同步，才能保证接收机到各个伪卫星的伪距观测值的有效性。因此，各伪卫星之间的时钟的同步是伪卫星应用技术中的难点和关键。

由于伪卫星主要用于在卫星信号遮挡地区为用户提供较为准确的定位信息，对授时信息的准确性要求不高，因此只需要给各个伪卫星提供相同的时钟同步信号即可达到应用的要求。现有的时钟同步电路技术需要通过高精度时钟结合已知的信源和伪卫星位置对伪卫星进行时间校准，所需的捕获跟踪及编解码电路消耗资源较多，成本较高；还有一种方法通过主站发射时钟信号和同步信号实现时钟同步，同步信号通过插入特定的码元进行检测实现，该部分也将消耗大量的硬件资源。针对现有的时钟同步方法的不足，必须通过设计一种节约资源的硬件电路系统，实现伪卫星模块的载波信号的同步和信息码调制的同步。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于伪卫星时钟同步的电路系统。

本发明还公开了上述伪卫星时钟同步的电路系统的工作方法。

本发明的技术方案为：

一种用于伪卫星时钟同步的电路系统，包括：一个基准信号源模块和4个及以上的伪卫星信号生成模块；

所述基准信号源模块用于为各个伪卫星信号生成模块提供时钟信息和同步信息，所述时钟信息用于使伪卫星信号生成模块中的时钟恢复电路恢复产生时钟信号，所述同步信息用于使伪卫星信号生成模块中的所述脉冲宽度检测电路检测产生同步信号，所述的4个及以上的伪卫星信号生成模块在时钟信号和同步信号的作用下，发射精确同步的伪卫星信号，伪卫星信号提供给伪卫星用户。

优选的，所述基准信号源模块包括基准信号源、分频器、BPSK调制器和发射电路，所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，所述BPSK调制器为二进制相移键控调制器，作为相位跳变电路，所述基准信号源一路为BPSK调制器提供输入载波信号，基准信号源另一路接入分频器，分频器用于将所述基准信号源输出的信号进行分频，分频器将基准信号源输出的信号分频作为BPSK调制器的调制信号接入BPSK调制器，发射电路包括功率放大器PA和发射天线。