GPS和GLONASS多信道并行信号追踪方法及相关器技术

一种GPS和GLONASS多信道并行信号追踪方法及相关器，包括多信道相关器，该多信道相关器包括时钟发生器、时间基发生器、寄存器、地址解码器、总线界面、多个追踪模块，其中多个追踪模块经总线并联，并联后的多个追踪模块分别连接时钟发生器、时间基发生器、寄存器，并经总线界面连接地址解码器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星信号追踪系统，主要是指一种GPS和GLONASS多信道并行信号追踪方法及相关器。
技术介绍
已知GPS采用码分多址信号，GLONASS采用平分多址信号。传统的卫星信号追踪系统只能接收GPS或GLONASS信号，不能同时接收GPS和GLONASS信号。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种GPS和GLONASS多信道并行信号追踪方法及相关器，通过天线兼容、解码、载波分离混频、编程控制信道，实现了一台接收机可同时接收GPS和GLONASS多信道信号，较好地克服了现有技术存在的不足。实现本专利技术的方法是捕获和追踪卫星信号包括如下步骤对CHx_SATCNTL寄存器编程以选择想要的GPS黄金码(RPN编号)或者GLONASS码，同时也要为相关器的追踪臂选择编码类型，一般在捕获模式，把追踪臂定在”Dithering”模式(在”Early”和”Late”模式不停切换)立即在两个相位展开搜索，然后一旦找到卫星就切换至追踪模式；对CHx_SIGSEL寄存器编程来为相关器选择输入信号和为窄带转换器(如果是GLONASS)选择中心频率；对CHx_CARR_INCR_L0寄存器编程编程到这个寄存器的数值是用来为12信道的相关器中的混合操作选择本地振荡器的频率，来把输入的2位元数字化信号从射频前端降频到基带，要被编程的数值等于本地振荡器的标称频率加上多普勒位移的补偿估计值，再加上用户时钟频率漂移的补偿估计值；对CHx_C0DE_INCR_L0寄存器编程编程到这个寄存器的数值是C/A编码标称码率(2. 046MHz或者I. 022MHz)的两倍，如果需要，再加上多普勒位移和用户时钟频率的小量补偿；解除追踪信道的重置借助对RESET_C0NTR0L寄存器编程写入合适的数值。这个操作会启动相关进程；获取累加数据数据来自对累加数据寄存器的读取，对同一追踪信道的几次连续的读取可以相加以增加相关积分的周期；确定GNSS信号是否已经被找到是通过把相关积分结果和一个阈值相比较，如果确定信号找到那就跳转到信号拉进算法。要注意的是同相的信号和垂直相的信号的累加数据都要被考虑，因为在这个时候本地载波数字控制振荡器还不一定和输入GNSS信号同相；如果GNSS信号没有被找到就需要重新编程以改变载波数字控制振荡器，编码数字控制振荡器频率或者黄金代码来重新尝试。典型的做法是先保持两个数字控制振荡器的频率不变，拨动黄金码的相位直到2046或者1022个可能的位置都被覆盖到，如果信号没找至IJ，那就少量地改变载波数字控制振荡器的频率然后再对黄金码的相位进行扫描，黄金码相位的拨动是通过对CHx_CODE_SLEW寄存器的编程实现的；一旦GNSS信号 被找到编码相位对齐，载波相位对齐以及多普勒和用户始终偏差补偿都还很粗糙，编码相位对齐精度之能在半个码位，载波数字控制振荡器信号和输入信号并不同相，而频率的误差也可以达到连续尝试时的步进值。实现本专利技术的相关器是包括多信道相关器，该多信道相关器包括时钟发生器、时间基发生器、寄存器、地址解码器、总线界面、多个追踪模块，其中多个追踪模块经总线并联，并联后的多个追踪模块分别连接时钟发生器、时间基发生器、寄存器，并经总线界面连接地址解码器。还包括所述追踪模块包括载波数字控制振荡器、编码数字控制振荡器、载波循环计数器、C/A编码发生器、信号源选择器、载波混合器、编码混合器、累加和丢弃、编码相位计数器、编码拨动计数器、历元计数器，其中所述寄存器包括控制寄存器、状态寄存器、累加器数据寄存器、测量数据寄存器。本专利技术具有的有益效果采用兼容的天线、相对独立的信道、不同的解码方式，及通过编程控制信道接收信号，实现了一台接收机可同时接收GPS和GLONASS多信道信号。附图说明图I是本专利技术的整合载波相位图，展示了积分载波相位等式是如何被推到出来的。其中1·Reading at TICo (在 TICo 时刻读取):CHx_CARR_DCO_PHASE。= PH02Reading at TICo (在 TICo 时刻读取):CHxJ^ARtLDOU3HASE1 = PH1CHx.CARR.CYCLEi = K1+13. Reading at TICo (在 TICo 时刻读取):CHx_CARR_DCO_PHASE2 = PH2CHx_CARR_CYCLE2 = K2+1Λ Yl = 2π Kl+ (2π -ΡΗΟ) +PHl= 2π (Κ1+1)-ΡΗ0+ΡΗ1= 2π (CHX_CARR_CYCLEI-CHX_CARR_DC0_PHASE0/1204+CHX_CARR_DCO_PHASE1/1024)； LASTΣ Σ ΛΥ1 = 2 兀(κ CHX—CARR—CYCLE1-CHX—CARR一DCO—PHASE0/1024-CHX一 CARR—DCO—PHASELAST/1024);NOTE The carrier cycle counter counter value is stored at every TIC andthe counter is reset(注意载波周期计数器的数字在每个TIC时刻被存储，同时计数器复位)图2是本专利技术的TAME标记发生器的结构图。其中40MhzMASTER CLOCK (40Mhz 主时钟)；20-bit counter (20-位计数器)；CNTL (控制);CONTROL LOGIC (控制逻辑)；21-BIT PROGRAMMABLE DOWN (21-位可编程倒计时)；MARK FBx (FBx 标记);I SEC. TIME MARK (I 秒时刻标记)；EXTERNAL LINE DRIVERS (外部线路驱动)；图3是本专利技术的TAME标记计时的结构图。其中NAVSOLUTION COMPUTATION DELAY (导航结果计算延迟)；TIME BETWEEN TICs IS CONSTANT (TIC 时刻之间的时间间隔是常量)； OUTPUT UTC TIME MARK (输出世界时标记)；图4是本专利技术的更新模式下清空时序。其中1023CHIPS(1023位)；DUMP (清空)；C/A CODE CHIP NO (C/A 编码位编号)；Tl Load 4into CHx_SLEff register = 2*5chip delay (Tl :向 CHx_SLEW 写入 5 =2*5位延迟)；图5是本专利技术的相关器结构图。图6是本专利技术的原理图。中英文对照CLOCK GENERATOR(时钟发生器)、CONTROL REGISTER(控制寄存器)、ADDRESS DECODER (地址解码器)、BUS INTERFACE 总线接口、STATUS REGISTERS 状态寄存器、TIME BASE GENERATOR 时基发生器、TRACKING MODULE CHANNEL I 跟踪模块通道 I、REGISTER SELECTS (寄存器选择信号)、32-BIT BUS32 (位总线信号)、C0NTR0L (控制信号)、MULTIPHASE CLOCKS (多相位时钟信号)、SYSTEM STATUS BITS系统状态位信号；信号其余在英文缩写后加上“信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GPS和GLONASS多信道并行信号追踪方法，其特征是包括A.捕获和追踪卫星信号以给出伪距；B.处理伪距以得出导航信息然后封装为适合用户的格式；其中A包括下列步骤：对CHx_SATCNTL寄存器编程以选择想要的GPS黄金码(RPN编号)或者GLONASS码，同时也要为相关器的追踪臂选择编码类型，一般在捕获模式，把追踪臂定在”Dithering”模式(在”Early”和”Late”模式不停切换)立即在两个相位展开搜索，然后一旦找到卫星就切换至追踪模式；对CHx_SIGSEL寄存器编程来为相关器选择输入信号和为窄带转换器(如果是GLONASS)选择中心频率；对CHx_CARR_INCR_LO寄存器编程编程到这个寄存器的数值是用来为12信道的相关器中的混合操作选择本地振荡器的频率，来把输入的2位元数字化信号从射频前端降频到基带，要被编程的数值等于本地振荡器的标称频率加上多普勒位移的补偿估计值，再加上用户时钟频率漂移的补偿估计值；对CHx_CODE_INCR_LO寄存器编程编程到这个寄存器的数值是C/A编码标称码率(2.046MHz或者1.022MHz)的两倍，如果需要，再加上多普勒位移和用户时钟频率的小量补偿；解除追踪信道的重置借助对RESET_CONTROL寄存器编程写入合适的数值。这个操作会启动相关进程；获取累加数据数据来自对累加数据寄存器的读取，对同一追踪信道的几次连续的读取可以相加以增加相关积分的周期；确定GNSS信号是否已经被找到是通过把相关积分结果和一个阈值相比较，如果确定信号找到那就跳转到信号拉进算法。要注意的是同相的信号和垂直相的信号的累加数据都要被考虑，因为在这个时候本地载波数字控制振荡器还不一定和输入GNSS信号同相；如果GNSS信号没有被找到就需要重新编程以改变载波数字控制振荡器，编码数字控制振荡器频率或者黄金代码来重新尝试。典型的做法是先保持两个数字控制振荡器的频率不变，拨动黄金码的相位直到2046或者1022个可能的位置都被覆盖到，如果信号没找到，那就少量地改变载波数字控制振荡器的频率然后再对黄金码的相位进行扫描，黄金码相位的拨动是通过对CHx_CODE_SLEW寄存器的编程实现的；一旦GNSS信号被找到编码相位对齐，载波相位对齐以及多普勒和用户始终偏差补偿都还很粗糙，编码相位对齐精度之能在半个码位，载波数字控制振荡器信号和输入信号并不同相，而频率的误差也可以达到连续尝试时的步进值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄巍，王泽复，谢德明，陈跃斌，王星，
申请(专利权)人：北京联星科通微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：