本发明专利技术涉及一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法及装置。该方法采用了如下措施：（1）在数字部分加入基带成形环节，该环节对数字基带信号进行数字滤波，将其频谱限制在一定范围内，起到很好的带外抑制效果；（2）去除了射频调制输出后的带通滤波器；在DAC输出后加入低通滤波器；（3）加入闭环自校接收机，对最终的射频信号进行接收处理，将不同通道残余误差输入延迟环节，消除不一致的误差。在加入基带成形环节对基带信号进行数字滤波，将基带带外频谱限制在一定范围内，从而大大减小了上变频后的谐杂波。DAC后加入低通滤波器主要滤除由于DAC转换导致的谐波等高频成分，对所有通道均一致。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到卫星导航信号模拟
，可应用于国防、军工、航天、导航、测绘等领域。
技术介绍
卫星导航信号模拟技术在接收机开发、生产、测试和导航科学实验方面具有广泛的应用前景。卫星导航系统目前处于蓬勃发展的态势，美国的GPS、俄罗斯的GL0NASS、欧盟的GALILEO、中国的北斗成为世界公认的四大卫星导航系统，此外还有日本的QZSS、印度的IRNSS,中国的CAPS等系统。由于GNSS系统多样化发展，多系统之间的兼容互操作也逐步成为导航定位的主 要方法。因此要求导航信号模拟源能产生多种频点和制式的导航模拟信号。通常做法是产生基带信号后，在数字域叠加，再统一转换为射频信号。对于多种导航信号的要求，则采用多个模块产生各种信号，再统一叠加。由于电路参数、时钟传输延迟、相位上的差异，此外射频单元的相位非线性效应和群延迟随频率和环境变化，信号模拟的通道一致性成为影响信号模拟精度的重要问题。为了解决该问题，人们目前通常采用对各模块采用统一时钟，各模块采用相同的结构或器件，然而由于器件之间的差异以及后期特性漂移都使得通道一致性问题无法根本解决，由于没有闭环测试手段，随着使用时间的增加，通道一致性将变差，目前已成为高精度卫星导航信号模拟的瓶颈问题。图一为一种四路射频信号产生原理图，在四路基带信号产生的逻辑时间统一的前提下，理论上如果四路DAC器件的群时延特性一致，取样时钟到达各DAC器件的时间一致，混频器群延时特性一致，射频信号中的时延一致性就可以保证。但在实际中，按照亚纳秒级的时延一致性要求，器件与电路布线都无法保证电气特性的一致性，包括(I) DAC输出群时延以取样时刻为基准，DAC输出的连续时间信号相对于基准时刻附加了一个时延，记为τ Με;(ω, t),包含DAC后置滤波器的群延时，iDAC;(co，t)因基带信号频率而异,且随着时间的推移，其特性有缓慢漂移。(2)取样时钟尽管四路DAC使用同一时钟，但由于布线路径以及DAC时钟输入管脚、焊接特性必然存在差异，相对于取样时钟基准，DAC输出信号的时钟参考会发生偏移,记为τ s(t),表明该偏差因环境条件(电路板环境温度、湿度等)变换而变化。(3)混频器输出群时延混频器将模拟基带变换为射频信号，输出相对于输入附加了一个时延，记为τ mix( ，t)，表明混频器群时延因基带信号频率而异，且随时间推移，其特性会缓慢漂移。(4)带通滤波器时延由于数字基带信号模数转换后具有较多谐波成分，这些谐波成分混频后进入射频信号。因此射频信号需要通过带通滤波器滤除谐波，再送至天线。由于各通道带通滤波器的中心频率不一致，因此带通滤波器的时延也存在不一致。该时延记为tbpf。此外，信号传输路径因为印制板布线、焊接工艺及滤波器差异均会带来时延差异。为了讨论问题方便，这些工艺差异分别归入DAC、取样时钟和混频器，用集中参数模型来分析问题。 综合上述三方面的时延因素，每个通道的信号系统模型如图2所示。射频输出信号表不为权利要求1.一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法，其特征在于，该方法包括如下措施 (1)在数字部分加入基带成形环节，该环节对数字基带信号进行数字滤波，将其频谱限制在一定范围内，起到很好的带外抑制效果； (2)去除了射频调制输出后的带通滤波器；在DAC输出后加入低通滤波器； (3)加入闭环自校接收机，对最终的射频信号进行接收处理，将不同通道残余误差输入延迟环节，消除不一致的误差。2.根据权利要求I所述的一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法，其特征在于，基带成形具体为 设数字基带信号为4 )，采用有限字长滤波器，根据成形要求设计得到滤波器的脉冲响应A( )为 则基带成形的输出为y( 2) = h0x(n)+blx(n — V) +..bMAx{n - M +1) 03.根据权利要求I所述的一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法，其特征在于，闭环自校接收机具体为 闭环自校子系统一方面通过总线获得信号产生子系统输出信号的码相位、载波相位和动态特性；另一方面，对信号产生子系统输出的射频信号进行下变频和滤波处理，经ADC采样后送到数字信号处理单元进行处理；数字信号处理单元对信号的延迟精度、稳定性、码通道间一致性、载波通道间一致性、码载波相位相干性等指标进行计算和统计分析，并根据电文、伪距、环路动态参数和定位的位置误差来综合评价信号动态性能和质量；当误差偏离一定值后，控制系统将根据对应参数偏移量调整信号延迟环节有关参数，保证输出信号精度和质量； 利用统一的下变频解调及采集电路，可以测得四路射频信号中基带信号的相对时延 、<、<和I这四个时延量中均附加了一个统一的系统偏差& ,尽管TamF可去除，但基带信号时延式、右、右和4的相对偏差可测知，将此相对偏差传递给产生各路基带信号的延迟单元，可以控制延迟单元消除时延偏差，校正各路射频信号中的时延一致性； 相对时延是指基带信号时延S与采样时延Ak的总和，即兮= A + ，由于使用统一的检测电路，各通道的时延检测结果均附加同一个偏差量Tam ,通常情况下Tadc不能单独检测并消除，故检测结果4称为相对时延，%称为绝对时延；检测通道的ADC采集信号是各通道时延观测信号的总和，借助载波Λ的合理选择与FPGA中的数字下变频，将各路数字基带信号分离出来，假设与第A路数字基带对应，为讨论问题方便，我们不再区分通道标号I用统一的符号表示4.根据权利要求3所述的一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法，其特征在于，时延相关检测用于时延V的粗检测，判断的整数部分，具体方法为 假设全文摘要本专利技术涉及一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法及装置。该方法采用了如下措施(1)在数字部分加入基带成形环节，该环节对数字基带信号进行数字滤波，将其频谱限制在一定范围内，起到很好的带外抑制效果；(2)去除了射频调制输出后的带通滤波器；在DAC输出后加入低通滤波器；(3)加入闭环自校接收机，对最终的射频信号进行接收处理，将不同通道残余误差输入延迟环节，消除不一致的误差。在加入基带成形环节对基带信号进行数字滤波，将基带带外频谱限制在一定范围内，从而大大减小了上变频后的谐杂波。DAC后加入低通滤波器主要滤除由于DAC转换导致的谐波等高频成分，对所有通道均一致。文档编号G01S19/23GK102944885SQ20121046791公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日专利技术者杨俊 , 钟小鹏, 周永彬, 明德祥, 邢克飞, 胡助理 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种卫星导航信号模拟多通道一致性方法，其特征在于，该方法包括如下措施：（1）在数字部分加入基带成形环节，该环节对数字基带信号进行数字滤波，将其频谱限制在一定范围内，起到很好的带外抑制效果；（2）去除了射频调制输出后的带通滤波器；在DAC输出后加入低通滤波器；?（3）加入闭环自校接收机，对最终的射频信号进行接收处理，将不同通道残余误差输入延迟环节，消除不一致的误差。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，钟小鹏，周永彬，明德祥，邢克飞，胡助理，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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