[发明专利]一种惯性辅助GPS接收机实现方法

权利要求书

1.一种新型惯性辅助GPS接收机实现方法，其特征在于：

由惯性导航系统INS、采样频率可调的全球卫星定位系统GPS卫星接收机射频前端、GPS卫星接收机基带处模块、INS/GPS组合滤波器及ADC采样时钟调节模块组成，采用INS辅助GPS接收机对GPS卫星信号进行跟踪，其中所述INS辅助GPS接收机卫星信号跟踪通过下列步骤实现：

(1)首先按传统方式启动INS导航系统和GPS导航系统，得到INS导航数据、GPS导航数据及GPS导航电文，其中所述导航数据包括经度、纬度和高度；

(2)建立INS/GPS组合导航滤波器，利用步骤(1)得到的INS导航数据和GPS导航数据进行INS导航数据和GPS导航数据的信息融合，通过GPS导航数据修正INS导航数据的误差积累，防止INS导航系统误差影响GPS接收机的跟踪精度；

(3)利用步骤(1)得到的GPS导航电文计算出当前时刻各可见GPS卫星的位置，并利用各可见GPS卫星的位置和步骤(2)得到的修正后的INS导航数据计算出GPS接收机相对于每颗可见GPS卫星的多普勒频移；

(4)将步骤(3)得到的相对于各GPS卫星的多普勒频移换算成GPS接收机接收到的中频信号波长的变化率，根据波长变化率调节GPS接收机射频前端中ADC的采样频率，使ADC在中频信号波长变化后仍然可以在不变的位置进行采样。

2.根据权利要求1所述的一种新型惯性辅助GPS接收机实现方法，其特征在于：所述的INS惯性导航系统包括光纤陀螺仪和石英加速度计。

3.根据权利要求1所述的一种新型惯性辅助GPS接收机实现方法，其特征在于：所述的采样频率可调的GPS卫星接收机射频前端包括GPS天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器及多个采样ADC，其中所述采样ADC的采样频率可调，且每个GPS接收机跟踪通道配置一个独立的ADC。

4.根据权利要求1所述的一种新型惯性辅助GPS接收机实现方法，其中步骤(1)中所述INS辅助GPS接收机卫星信号进行跟踪包括以下步骤：通过INS和GPS导航数据实时计算出接收机相对于每颗GPS卫星的多普勒频移，并根据每个通道的多普勒频移动态的控制GPS射频采样前端中相应通道ADC的采样频率。

5.根据权利要求1所述的一种新型惯性辅助GPS接收机实现方法，其特征在于：所述的GPS卫星接收机基带处模块可以是由现场可编程门阵列FPGA和数字信号处理器DSP开发的软件无线电接收机，也可以是专用的ASIC集成电路，其功能是对GPS数字中频信号进行捕获、跟踪及位置计算，同时通过GPS信号得到GPS卫星星历。

6.根据权利要求1所述的一种新型惯性辅助GPS接收机实现方法，其特征在于：其所述的INS/GPS组合导航滤波器为卡尔曼滤波器，滤波器的状态向量为X(t)＝[X_INSX_GPS]^T，其中X_INS为INS导航数据的位置误差、速度误差和姿态角误差，X_GPS为GPS导航数据的位置误差和速度误差；观测量为：Z(t)＝[P_INS-P_GPS V_INS-V_GPS]^T，其中P_INS为INS导航系统给出的位置信息，P_GPS为GPS导航系统给出的位置信息，V_INS为INS导航系统给出的速度信息，V_GPS为GPS导航系统给出的速度信息。