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专利名称：可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道的制作方法
技术领域：
可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道技术领域[0001]本实用新型涉及卫星导航接收机跟踪通道，具体涉及一种可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道。
背景技术：
[0002]传统的卫星导航接收机信号处理通道采用的是基于硬件逻辑电路的方法，一般利用专用集成电路(ASIC)来实现；如图I所示，I支路和Q支路分别采用三路C/A码生成超前 (IE)、即时(IP)、滞后(IL)信号，直接进入处理器，这种通道结构只能针对单频点和BPSK调制卫星信号，其灵活性和兼容性很差，不能兼容新的卫星导航信号或者新的卫星定位系统； 现有的卫星导航接收机必须重新设计关键部件ASIC逻辑才能解决这个问题。在卫星导航定位系统趋向多元化(GPS、北斗、GALILEO和GL0NASS等)的今天，研究卫星信号处理技术就必须将多系统兼容的问题放在重要位置。[0003]研究发现，可编程可配置设计是一个解决兼容多系统互操作问题的有效研究发展方向。鉴于跟踪在卫星导航接收处理方面的关键作用和地位，可配置跟踪通道设计是可配置卫星导航信号处理技术中的一个关键点。[0004]为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种新的解决方案。实用新型内容[0005]本实用新型的目的是针对现有卫星导航接收机跟踪通道设计的不足，提出一种可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道，使得采用统一的跟踪通道结构就可以实现对不同卫星导航系统的不同调制体制的卫星导航信号进行跟踪；提高该跟踪通道的灵活性和兼容性。[0006]为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为提供一种可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道，包括跟踪环路结构、与跟踪环路结构的输出端连接的监控寄存器和与监控寄存器的输出端连接的处理器；[0007]其特征在于还包括配置寄存器和分别与配置寄存器连接的可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器；所述配置寄存器设置在监控寄存器和处理器之间；[0008]所述跟踪环路结构为可配置的跟踪环路结构，包括FPGA ;所述FPGA包括产生超前、即时、滞后、远超前和远滞后五路信号的可配置扩频码产生器和与可配置扩频码产生器的输出端连接的累加器；所述累加器的输出端与监控寄存器连接。[0009]所述处理器为嵌入式处理器。[0010]综上所述，本实用新型提供的可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道具有以下有益效果[0011]I)本实用新型的跟踪通道通过设置配置寄存器和与配置寄存器连接的可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器，可根据卫星定位信号的特征灵活配置载波频率、扩频码速率、扩频码序列等各项卫星定位信号参数，灵活配置跟踪环路结构，具备对多系统的卫星导航信号进行跟踪、电文解调和伪距测量的能力，可以实现对不同卫星导航系统的不同调制体制的卫星导航信号进行跟踪，提高了该跟踪通道的灵活性和兼容性；[0012]2)采用本实用新型的跟踪通道可在保证接收机性能指标的前提下，有效减少接收机跟踪通道的数量，更易于实现接收机的低功耗和小型化。


[0013]图I为本实用新型实施例提供的传统的卫星导航接收机跟踪通道的结构图。[0014]图2为本实用新型实施例提供的可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道的结构图。[0015]图3为本实用新型实施例提供的跟踪环路结构的结构示意图。[0016]图4为本实用新型实施例提供的跟踪环路结构与嵌入式处理器之间通过寄存器进行通信的示意图。
具体实施方式
[0017]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细地描述[0018]如图2和图3所示，本实用新型提供的可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道包括跟踪环路结构、与跟踪环路结构的输出端连接的监控寄存器、与监控寄存器相连接的配置寄存器和与配置寄存器相连接的嵌入式处理器，还包括与配置寄存器连接的可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器；其中， 可配置数字载波产生器可以产生不同的载波频率实现载波剥离；可配置扩频码数字频率产生器产生不同的码速率；可配置扩频码产生器可产生不同类型的扩频码实现码剥离。[0019]其中，跟踪环路结构是可配置的跟踪环路结构，包括FPGA ；FPGA包括可配置扩频码产生器与可配置扩频码产生器的输出端连接的累加器；该可配置扩频码产生器除了能产生传统的扩频码产生器所能产生的超前(IE和QE)、即时(IP和QP)、滞后(IL和QL)三路信号外，还能产生远超前(IVE和QVE)和远滞后(IVL和QVL)两路信号，远超前(IVE和QVE) 和远滞后(IVL和QVL)两路信号可适应新的卫星信号BOC调制体制，使得跟踪环路结构可以适应不同调制体制(如BPSK和BOC等)的卫星信号；FPGA还包括移位寄存器，与可配置扩频码产生器连接，用于根据需要实现跟踪环路结构的三路信号和五路信号的输出的转换。[0020]使用时，监控寄存器检测所跟踪信号的状态，配置寄存器根据监控寄存器的状态调整跟踪环路结构、可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器的内部信息；可配置数字载波产生器和可配置扩频码数字频率产生器都可具有不同的中心频率以适应不同频率的驱动时钟，而可配置扩频码产生器则可输出不同类型的扩频码如GPS信号的C/A码、GL0NASSLI信号的C/A码和BD II信号的扩频码等。当监控寄存器检测到卫星信号采用的是BPSK调制方式，则跟踪环路结构使用三路信号(IE、IP和IL)和 (QE、QP和QL)，并把信号传输给嵌入式处理器实现解调；当检测到的卫星信号采用的是新的BOC调制方式时，则跟踪环路结构使用五路信号(IVE、IE、IP、IL和IVL)和(QE、QP、QL、 QVE和QVL)，并把信号传输给嵌入式处理器实现解调。[0021]本实用新型的卫星导航信号跟踪通道的可配置性是通过对各种工作参数进行可重新配置来实现的，在可配置的卫星导航信号跟踪通道中，跟踪环路结构及关键部件如可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器都可通过重新配置以适应不同的需求；本实用新型与传统的卫星导航信号跟踪通道相比在原来控制寄存器文件的基础上又增加了配置寄存器，配置寄存器根据监控寄存器检测到的卫星信号对跟踪环路结构、可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器进行相应参数的重新配置，以实现对不同卫星导航系统的不同调制体制的卫星导航信号的精确跟踪。[0022]本实用新型的可配置跟踪通道概括来说，实际上包括两种部件一种是对不同星座、不同调制体制的信号跟踪时可以共享复用的部件，如混频器、滤波器和设置在FPGA中的累加器和移位寄存器等；另一种是对不同调制体制的信号跟踪时需要通过配置寄存器配置相应的参数来实现相应功能的部件，如可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器等。当接收机需要在不同类型卫星导航信号之间进行切换时，只需要更改配置寄存器来选择与要跟踪的卫星导航信号相匹配的零部件即可。[0023]另外，图4给出了跟踪环路结构与嵌入式处理器之间通过寄存器进行通信的示意图。本实用新型的监控寄存器和配置寄存器之间的读写操作由跟踪环路结构与嵌入式处理器之间的中断操作获得；不仅包括配置读/写寄存器和监控读/写寄存器，还包括积分值读 /写寄存器、系统控制寄存器和状态寄存器。[0024]本实用新型并不限于上述实例，在本实用新型的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。
权利要求1.可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道，包括跟踪环路结构、与跟踪环路结构的输出端连接的监控寄存器和与监控寄存器的输出端连接的处理器； 其特征在于还包括配置寄存器和分别与配置寄存器连接的可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器；所述配置寄存器设置在监控寄存器和处理器之间； 所述跟踪环路结构为可配置的跟踪环路结构，包括FPGA ;所述FPGA包括产生超前、即时、滞后、远超前和远滞后五路信号的可配置扩频码产生器和与可配置扩频码产生器的输出端连接的累加器；所述累加器的输出端与监控寄存器连接。
2.根据权利要求I所述的可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道，其特征在于所述处理器为嵌入式处理器。
专利摘要本实用新型公开了一种可编程可配置的多系统互操作卫星导航接收机跟踪通道，其特征在于还包括配置寄存器和分别与配置寄存器连接的可配置数字载波产生器、可配置扩频码数字频率产生器和可配置扩频码产生器；所述配置寄存器设置在监控寄存器和处理器之间；该跟踪通道结构可实现对不同卫星导航系统的不同调制体制的卫星导航信号进行跟踪，提高了跟踪通道的灵活性和兼容性；并可在保证接收机性能指标的前提下，有效减少接收机跟踪通道的数量，更易于实现接收机的低功耗和小型化。
文档编号G01S19/37GK202815221SQ201220437088
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者梁林方, 何晓, 赵强 申请人:成都西科微波通讯有限公司