基于定點的高精度模擬式轉發方法技術

本發明專利技術屬于衛星導航信號及信息處理領域，具體涉及一種基于定點的高精度模擬式轉發方法。本發明專利技術的方法包括：衛星捕獲跟蹤與同步、提取幀同步后的衛星碼數據、衛星位置速度計算、最小二乘解算等步驟。本發明專利技術解決了現有技術使用模擬器或模擬轉發器接收轉發衛星信號所造成的信號誤差大，不可靠的問題，本發明專利技術采用基于輸入的定點信息，經過干擾信息濾除、偽距誤差消除，再生成相應的電文、碼和載波相位，經過調制后上變頻輸出信號，大大提高衛星轉發信號的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于衛星導航信號及信息處理
，具體涉及一種基于定點的高精度模擬式轉發方法。
技術介紹
由于導航衛星采用的頻率為L、S頻段，衛星落地信號弱，接收終端采用寬波束天線，所以，必須在沒有遮擋的開闊區域用戶終端才能正常工作。轉發系統的功能是將衛星信號從室外引到室內或其它收不到衛星信號的地方，在室內用普通的衛星接收機(含天線)接收到衛星信號，完成驗機、系統調試和授時等工作。經過十多年的發展，衛星信號轉發系統產品品種日益豐富，覆蓋了GPS、GLONASS、BD等多種衛星應用系統，已經為廣大衛星用戶終端開發商和用戶所接受，成為導航產品研發、生產、銷售等環節的標配設備。現有的轉發器設備應用水平較低，僅僅將信號進行接收和放大，在使用過程中很容易受到外界環境的干擾，導致接收轉發器信號的衛星接收機超差，對于衛星接收機試驗引入外界因素干擾，影響試驗數據判讀。目前解決的辦法是使用模擬器或模擬式轉發器，前者實現場景為模擬場景，與實際情況不符；后者通過內置接收機定位后的數據為基準生成衛星信號，容易受到自身定位不準的影響，因此有必要實現基于定點的高精度模擬式轉發技術。
技術實現思路
本專利技術需要解決的技術問題為：現有的模擬式轉發技術易受自身定位不準的影響，降低了衛星轉發信號的可靠性。本專利技術的技術方案如下所述：1、基于定點的高精度模擬式轉發方法，包括以下步驟：步驟1、衛星捕獲跟蹤與同步衛星接收機依次對GPS、BD2和GLONASS衛星信號進行捕獲，跟蹤衛星信號，并進行位同步和幀同步；步驟2、發射時刻和偽距獲取提取幀同步后每一顆衛星的衛星碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，得到發射時刻和偽距，同時獲取每一顆衛星的多普勒頻率，并保存每一顆衛星的原始導航電文；步驟3、衛星位置速度計算按照衛星導航接口控制文件提供的衛星位置計算方法，輸入衛星發射時刻，計算得到衛星位置和速度；步驟4、最小二乘解算對求得的所跟蹤衛星的偽距、位置和速度進行最小二乘解算，得到轉發天線的位置、速度和本地鐘差；步驟5、本地鐘差確認通過步驟4得到的轉發天線的位置計算得到每顆衛星的真距。并對本地鐘差的結果進行判定，如果步驟4得到的轉發天線的位置與輸入的轉發天線基準位置誤差小于設定的最大允許誤差，則認為計算的本地鐘差結果正常；否則，將所述真距與偽距做差，求出多顆衛星偽距和真距的差的平均值作為本地鐘差；步驟6、定時時刻數據計算利用步驟5得到的每顆衛星的真距和本地鐘差，計算得到每一顆衛星的偽距，反推計算得到定時時刻的碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，同時按照多普勒頻率調整轉發天線的碼和載波的頻率。步驟7、根據步驟6生成的碼和載波，進行信號調制。步驟8、將調制后的信號上變頻輸出衛星信號。優選的，步驟5中所述的最大允許誤差為15m。本專利技術的有益效果為：本專利技術提出了基于定點的高精度模擬式轉發技術，采用基于輸入的定點信息，經過干擾信息濾除、偽距誤差消除，再生成相應的電文、碼和載波相位，經過調制后上變頻輸出信號，大大提高衛星轉發信號的可靠性。具體實施方式本專利技術的基于定點的高精度模擬式轉發方法，包括以下步驟分為以下步驟實現：步驟1、衛星捕獲跟蹤與同步衛星接收機依次對GPS、BD2和GLONASS衛星信號進行捕獲，跟蹤衛星信號，并進行位同步和幀同步，所述衛星捕獲、跟蹤、位同步和幀同步的方法為現有技術；步驟2、發射時刻和偽距獲取提取幀同步后每一顆衛星的衛星碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，得到發射時刻和偽距，同時獲取每一顆衛星的多普勒頻率，并保存每一顆衛星的原始導航電文；獲得所述發射時刻和偽距的方法為現有技術；步驟3、衛星位置速度計算按照衛星導航接口控制文件(ICD)提供的衛星位置計算方法，輸入衛星發射時刻，計算得到衛星位置和速度；所述計算衛星位置和速度的方法為現有技術；步驟4、最小二乘解算對求得的所跟蹤衛星的偽距、位置和速度進行最小二乘計算，使用現有技術得到轉發天線的位置、速度和本地鐘差；步驟5、本地鐘差確認通過輸入步驟4得到的轉發天線的位置使用現有技術計算得到每顆衛星的真距。并對本地鐘差的結果進行判定，如果步驟4得到的轉發天線的位置與輸入的轉發天線基準位置誤差小于15m，則認為計算的本地鐘差結果正常；否則，將所述真距與偽距做差，求出多顆衛星偽距和真距的差的平均值作為本地鐘差；步驟6、定時時刻數據計算利用步驟5得到的每顆衛星的真距和本地鐘差，計算得到每一顆衛星的偽距，使用現有技術反推計算得到定時時刻的碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，同時按照多普勒頻率調整轉發天線的碼和載波的頻率。步驟7、根據步驟6生成的碼和載波，進行信號調制。步驟8、將調制后的信號上變頻輸出衛星信號。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于定點的高精度模擬式轉發方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、衛星捕獲跟蹤與同步衛星接收機依次對GPS、BD2和GLONASS衛星信號進行捕獲，跟蹤衛星信號，并進行位同步和幀同步；步驟2、發射時刻和偽距獲取提取幀同步后每一顆衛星的衛星碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，得到發射時刻和偽距，同時獲取每一顆衛星的多普勒頻率，并保存每一顆衛星的原始導航電文；步驟3、衛星位置速度計算按照衛星導航接口控制文件提供的衛星位置計算方法，輸入衛星發射時刻，計算得到衛星位置和速度；步驟4、最小二乘解算對求得的所跟蹤衛星的偽距、位置和速度進行最小二乘解算，得到轉發天線的位置、速度和本地鐘差；步驟5、本地鐘差確認通過步驟4得到的轉發天線的位置計算得到每顆衛星的真距；并對本地鐘差的結果進行判定，如果步驟4得到的轉發天線的位置與輸入的轉發天線基準位置誤差小于設定的最大允許誤差，則認為計算的本地鐘差結果正常；否則，將所述真距與偽距做差，求出多顆衛星偽距和真距的差的平均值作為本地鐘差；步驟6、定時時刻數據計算利用步驟5得到的每顆衛星的真距和本地鐘差，計算得到每一顆衛星的偽距，反推計算得到定時時刻的碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，同時按照多普勒頻率調整轉發天線的碼和載波的頻率；步驟7、根據步驟6生成的碼和載波，進行信號調制；步驟8、將調制后的信號上變頻輸出衛星信號。...

【技術特征摘要】
1.基于定點的高精度模擬式轉發方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、衛星捕獲跟蹤與同步衛星接收機依次對GPS、BD2和GLONASS衛星信號進行捕獲，跟蹤衛星信號，并進行位同步和幀同步；步驟2、發射時刻和偽距獲取提取幀同步后每一顆衛星的衛星碼NCO、碼片計數、1ms計數、位計數、字計數和幀計數，得到發射時刻和偽距，同時獲取每一顆衛星的多普勒頻率，并保存每一顆衛星的原始導航電文；步驟3、衛星位置速度計算按照衛星導航接口控制文件提供的衛星位置計算方法，輸入衛星發射時刻，計算得到衛星位置和速度；步驟4、最小二乘解算對求得的所跟蹤衛星的偽距、位置和速度進行最小二乘解算，得到轉發天線的位置、速度和本地鐘差；步驟5、本地鐘差確認通過步驟4得到的轉發天線的位置計...

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪詩聘，原海軍，尹真，陳赟，李峰，左啟耀，卿立，
申請(專利權)人：北京自動化控制設備研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11