[发明专利]一种星载北斗三代多频导航接收系统

说明书

本发明一种星载北斗三代多频导航接收系统，实现了射频处理单元、基带处理单元、flash存储单元一体化设计，突破了传统的FPGA+DPS模式，将在轨应用的射频处理单元和基带处理单元集成在一起，以SIP的形式实现星载导航定位。本发明的接收系统包括射频接收天线、射频滤波放大电路、晶振、定位信号处理系统(SIP)、电源模块、电压监测电路及温度监测电路。本发明将北斗三代B1c、B1I和GPS L1作为输入信号，经射频滤波放大电路完成滤波处理，利用定位信号处理模块同时解调B1c、B1I、L1多频信号并进行定位解算；同时采用PMF+FFT快速捕获算法及多频点自适应信号处理策略，极大的缩短了首次启动定位时间，扩大信号动态跟踪范围，支持高动态场景下的定位解算，适用于星载导航领域。

技术领域

本发明属于定位导航技术领域，涉及一种星载北斗三代多频导航接收系统。

背景技术

北斗卫星导航定位系统目前已完成全球组网，是我国自行研制的，可在全球范围内进行全天候、全天时的高精度、高可靠定位、导航、授时，并具有短报文通信能力，北斗卫星导航系统填补了我国导航系统的空白，为维护国家安全、推动社会经济发展提供重要支撑。

微小卫星通过组网逐渐成为航天领域的重要发展趋势，为太空探索开辟了新的手段。随着微小卫星应用的快速增长，针对微小卫星配套的定位定轨导航设备也向着低成本、小体积、高可靠等方面发展。目前传统的接收机只支撑GPS 及北斗二代B1I的导航定位，缺少支持北斗三代导航系统的星载导航接收系统。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于北斗三代导航系统的星载导航接收系统，支持北斗三代导航信号的跟踪捕获定位，具有高可靠、低成本、高集成度，适合微小卫星导航定位的卫星导航系统。

本发明解决技术的方案是：一种星载北斗三代多频导航接收系统，包括：射频接收天线、射频滤波放大电路、晶振、定轨信号处理微系统SIP、电源模块、电压监测电路及温度监测电路。其中：

定轨信号处理微系统SIP，包含：射频处理单元、基带处理单元、flash存储单元；

射频接收天线：接收卫星导航系统发射的含有GPS卫星L1频点及北斗三代卫星导航系统B1I频点、B1c频点的混合射频信号，送至射频滤波放大电路；

射频滤波放大电路，对接收天线接收到的L1、B1c、B1I频点的混合信号进行滤波放大，得到含L1、B1c、B1I频点的射频信号，送至定轨信号处理微系统SIP中的射频处理单元；

晶振，产生基准频率信号并送至定轨信号处理微系统SIP的射频处理单元；

flash存储单元，预先存储了启动信号，在定轨信号处理微系统SIP上电后，基带处理单元读取flash存储单元中的启动信号；

射频处理单元，根据基准频率信号，将含L1、B1c、B1I频点的射频信号下变频后，进行模数转换，形成中频数字信号，送至基带处理单元；

基带处理单元，包括两个处理器；

在启动信号控制下，基带处理单元的一个处理器，根据来自射频处理单元的中频数字信号与基带处理单元预存的本地复现的载波、扩频码，实现对卫星的捕获跟踪；对捕获跟踪的卫星发出的射频信号中的载波、数据码和伪码进行数据解调和电文解码，得到卫星电文，从电文中取得伪距观测量、载波相关观测量，根据伪距观测量和载波相关观测量，通过最小二乘法，解算获得卫星实时的位置、速度、时间信息，完成定位、导航功能；

基带处理单元的另一个处理器，用来控制和监测定轨信号处理微系统SIP、电源模块、电压监测电路及温度监测电路的工作状态(是否正常)；控制获得卫星实时的位置、速度、时间信息向星载北斗三代多频导航接收系统外传输，形成并实时输出用户所需数据，对用户所需数据进行监测与控制，和星上其他设备进行通讯；