本發明專利技術公開一種高集成度衛星導航連續工作參考站，包括外設天線、射頻處理單元、數據轉換單元、中央處理單元、基帶處理單元、同步授時單元、通訊接口單元、內部存儲單元和電源管理單元，上述各個單元通過總線連接，上述各個單元集成于同一芯片中，或者射頻處理單元和數據轉換單元集成于一塊芯片中，其他各個單元集成于另一塊芯片中。本發明專利技術所需要的成本在千元以下，并且隨著芯片技術的發展，其成本會越來越低，本發明專利技術的高集成度衛星導航連續工作參考站，同樣能實現CORS參考站所具備的所有功能并且具有低成本，低耗能，精度和可靠性更高等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及衛星導航定位領域，更具體地，涉及一種高集成度衛星導航連續工作參考站。
技術介紹
CORS系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。隨著GPS技術的飛速進步和應用普及，它在城市測量中的作用已越來越重要。當前，利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統(ContinuousOperat1nal Reference Stat1n，縮寫為C0RS)已成為城市GPS應用的發展熱點之一。進入21世紀至今，CORS的發展如火如荼，計算機技術、網絡通信技術、現代測繪技術，衛星定位數據處理技術的高新技術突破性的發展對CORS技術的改進起到了至關性的作用。參考站之間由通信網絡有機的結合成網，實現了數據的共享和交換。世界上很多發達國家(如美國、澳大利亞、日本等)紛紛建成了國家級、地域級的CORS服務系統。中國發展CORS系統的緊迫性和必要性越來越突出。幾年來，國內不同行業已經陸續建立了一些專業性的衛星定位連續運行網絡，為滿足國民經濟建設信息化的需要，一大批城市、省區和行業正在籌劃建立類似的連續運行網絡系統，一個連續運行參考站網絡系統的建設高潮正在到來。深圳市于1999年建成了 SZC0RS，成為國內第一個完成CORS系統建設的省市。CORS服務網絡已經廣泛地應用于多種領域，滿足不同領域的不同精度需求的時空定位需求，逐漸發展演變成現代C0RS。基準站網由范圍內均勻分布的基準站組成。負責采集GPS衛星觀測數據并輸送至數據處理中心，同時提供系統完好性監測服務。目前，對于基準站的建造，工程量比較大，造價也非常昂貴。即使是使用GNSS核心板卡，例如NovAtel板卡，這些主流板卡都是由多芯片組成，通常包括CPU芯片、射頻芯片、基帶芯片、電源芯片授時芯片等多個芯片，體積相對來說也比較大，造價也比較昂貴。
技術實現思路
本專利技術為克服上述現有技術所述的成本高、功耗高、體積大的缺陷，提供一種低成本、低耗能、高精度、高可靠性的高集成度衛星導航連續工作參考站。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下:一種高集成度衛星導航連續工作參考站，所述參考站包括外設天線、射頻處理單元、數據轉換單元、中央處理單元(CPU)、基帶處理單元、同步授時單元、通訊接口單元、內部存儲單元(Onchip RAM)和電源管理單元，上述各個單元通過總線連接，上述各個單元集成于同一芯片中，或者射頻處理單元和數據轉換單元集成于一塊芯片中，其他各個單元集成于另一塊芯片中。在一種優選的方案中，所述射頻處理單元與外設天線連接，射頻處理單元通過外設天線接收衛星導航信號，衛星導航信號依次經過射頻處理單元中的預選濾波器、低噪聲放大器、鏡頻濾波器、混頻器、通道選擇器、中頻放大器、中頻濾波器、自動增益控制器(AGC，automatic gain control)、A/D轉換器，然后進行數字基帶處理得到基帶數字信號。在一種優選的方案中，所述的基帶處理單元包括捕獲鏈路和跟蹤鏈路，捕獲鏈路對衛星信號進行捕獲，跟蹤鏈路對衛星信號進行跟蹤、解調以及星歷處理。在一種優選的方案中，所述捕獲鏈路包括CPU中斷處理模塊和捕獲模塊，CPU中斷處理模塊實現對捕獲模塊的控制以及接收來自捕獲模塊的信息，對信息進行換算，再發給其他模塊；捕獲模塊包括載波NCO模塊、匹配濾波器(Partial Matched Filter，PMF)、FFT模塊和判斷模塊；捕獲模塊對信號處理的過程為:信號經載波數字下變頻并去除大部分噪音之后，進行解調得到正交和同相支路信號，送往PMF進行解碼項之間的相關操作，PMF偽碼捕獲一旦檢測到并確認PMF送出的偽碼相關峰值后，就控制本地偽碼相位隨輸入信號一起移動，使得系統得到僅此一個PN碼的主相關峰值，此時PMF的輸出直接以碼速率進入FFT模塊作頻偏估計，頻偏估計值經驗證后控制NCO校準本地載波頻率，本地載波校準后，本地偽碼相位停止移動，偽碼捕獲以信息速率將匹配濾波器輸出的相關峰值送入判斷模塊，進行衛星號與衛星類型、衛星相位、星歷數據和頻偏等的判斷，同時將數據送入CPU中斷處理豐旲塊。在一種優選的方案中，所述跟蹤鏈路包括總線接口模塊和跟蹤模塊，總線接口模塊為CPU與跟蹤模塊的通信模塊；跟蹤模塊包含直接數字式頻率合成器(DDS)模塊，跟蹤子模塊和環路濾波器模塊，跟蹤模塊為24通道的跟蹤系統，其信號處理過程為:跟蹤模塊將數字基帶信號作為輸入信號送入DDS模塊，進行載波剝離、碼剝離、積分和累加的工作輸出載波、相位基帶數據信息后，通過跟蹤子模塊后續處理將相應的數據傳給載波NCO模塊、CPU中斷處理模塊和環路濾波器模塊；載波跟蹤模塊采取鎖頻環(FLL)和鎖相環(PLL)相結合的方式構成，對輸入的相位和頻率信息進行相應的更新處理并傳給碼NCO和載波NC0，載波NCO采用二階PLL結合一階FLL，碼NCO采用二階延遲鎖相環(DLL)，能夠穩定跟蹤高動態信號，當鎖相環因動態應力造成失鎖時，載波跟蹤就使用帶寬較寬的鎖相環，一旦鎖頻環鎖定頻率，則重復鎖相環的閉合過程。在一種優選的方案中，所述同步授時單元包括本地原子鐘/石英鐘、鐘差測量模塊和移相分頻器，同步授時單元用于提取數字基帶信號中包含的授時信息作為芯片的授時基準，同步本地原子鐘或石英鐘的時鐘信號；鐘差測量模塊用于對本地原子鐘/石英鐘輸出的秒脈沖信號與GPS/北斗導航衛星信號的秒脈沖時間基準之間的相位差進行測量，實時監控以確定對本地原子鐘/石英鐘輸出信號的調整量；移相分頻器用于對本地原子鐘/石英鐘輸出信號進行相位和頻率的精密調整，使輸出的秒脈沖時間基準與GPS/北斗導航衛星時間基準之間保持嚴格同步，移相分頻器輸出同步授時信號。在一種優選的方案中，所述通訊接口單元集成了 3個LV-TTL接口，其最高波特率為921，600bps ;集成了 2個CAN Bus其數據最高傳輸速率為IMbps ;還集成了 I個USB接口，數據傳輸速率可達12Mbps ;多個以太網100Base-T4接口和SPI接口 ；通訊接口單元還引出同步授時的接口，給外部接收機提供高精度的授時。在一種優選的方案中，所述參考站還包括數據轉換單元，數據轉換單元通過可編程芯片實現，用于對接收到GNSS衛星原始數據進行數據格式的轉換。在一種優選的方案中，所述參考站同時觀測四顆或四顆以上的衛星信號，得到衛星與用戶接收機之間的距離，衛星瞬時坐標已知，通過空間距離后方交會，確定接收機天線相位中心的坐標，公式為:(X1-X) Wy1I)2+(Z1-Z) 2+c2.(tn_t01) = (I12(x2-x) 2+(y2-y)2+(z2-z) 2+c2.(t12_t02) = d22(當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高集成度衛星導航連續工作參考站，其特征在于，所述參考站包括外設天線、射頻處理單元、數據轉換單元、中央處理單元、基帶處理單元、同步授時單元、通訊接口單元、內部存儲單元和電源管理單元，上述各個單元通過總線連接，上述各個單元集成于同一芯片中，或者射頻處理單元和數據轉換單元集成于一塊芯片中，其他各個單元集成于另一塊芯片中。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹鼎，羅文軍，鐘鑒榮，楊永達，王峰，劉浩成，陳櫻婷，錢瑞琦，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44
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