[发明专利]一种罗兰C定位与授时软件接收机及其处理方法

权利要求书

1.一种罗兰C定位与授时软件接收机，其特征在于：包括控制显示模块、硬件射频模块和软件信号处理模块，该软件信号处理模块分别与控制显示模块和硬件射频模块相连接，其中硬件射频模块用于完成信号的接收以及模数转换，并将数字信号传输至软件信号处理模块；软件信号处理模块用于完成信号的捕获、跟踪、定位和定时解算；控制显示模块一方面显示定位和定时结果，另一方面将用户的控制信息传输给软件信号处理模块进行实时处理。

2.根据权利要求1所述的一种罗兰C定位与授时软件接收机，其特征在于：所述硬件射频模块包括天线和数据采集模块，采集后的数字信号通过USB芯片打包上传至上位机中的软件信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种罗兰C定位与授时软件接收机，其特征在于：所述控制显示模块能够控制采集的时长和程序的启动，并将软件处理模块处理后的信息通过用户界面进行显示。

4.根据权利要求1所述的一种罗兰C定位与授时软件接收机，其特征在于：所述软件信号模块包括频域滤波模块、台链识别模块、信号捕获模块、信号跟踪模块、ASF修正和双曲线定位模块、信息解调与解码模块和钟差解算模块；

所述频域滤波模块用于根据罗兰C信号的频域特性，设计线性相位FIR滤波器滤出所需的信号；

所述台链识别模块用于根据特定台链的群重复周期，按照周期在时域内进行累计，从而获得所需台链的信号并提高输出信噪比，完成台链识别；

所述信号捕获模块用于根据罗兰C系统的相位编码和特定台链的编码周期，由本地生成标准编码信号，与接收信号进行相关运算，根据相关峰值的输出，从而获得接收信号的粗略到达时间；

所述信号跟踪模块用于根据捕获输出的结果，分别对接收脉冲信号进行天地波识别、周期识别和相位跟踪的处理，从天地波叠加信号中找到地波信号，并识别其第三周期，对第三周期的正向过零点进行跟踪，并以该过零点的到达时间作为信号的到达时间，从而完成时间的测量；

所述ASF修正和双曲线定位模块用于根据测量得到的主副台信号到达时间计算到达时间差TDOA，利用ASF地图对测量TDOA进行修正，将修正后TDOA代入双曲线方程，计算两条双曲线的交点，从而得到接收点的位置坐标信息。

所述信息解调与解码模块用于对接收信号进行PPM相干解调、RS解码和CRC校验，从而得到信号的发射时间。

所述钟差解算模块用于根据时差测量和双曲线方程求解得到的位置信息和发射时间信息，进而计算本地1PPS与发射端的钟差，并对本地时钟进行调整，从而实现自主定时的控制。

5.一种罗兰C定位与授时软件接收机的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、软件信号处理模块给硬件射频模块发送数字采集指令，硬件射频模块将AD芯片输出数据通过USB芯片上传至上位机内存区域；

步骤2、软件信号处理模块启动数字滤波程序，并检测滤波输出后数据中是否存在有效的罗兰C信号，如果检测成功，则启动捕获程序；

步骤3、软件信号处理模块搜索所有台站信号，捕获成功的信号转入跟踪程序，得到精确的到达时间测量值；

步骤4、定位解算程序读取所有的到达时间测量值，并计算同一台链主副台信号到达时间差，基于双曲线测量方程，计算用户位置信息并输出值显示控制模块进行显示；

步骤5、定时解算程序解算电文信息，得到信号发射时间，基于位置信息，计算得到用户钟差，并对本地时钟进行校正。