[发明专利]一种北斗卫星导航系统选星定位设备

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，具体涉及一种北斗卫星导航系统选星定位设备。

背景技术

全球卫星导航系统已经成为了国家非常重要的信息基础设施，在某些重要领域如依赖国外卫星导航系统，一旦出现紧急情况或重大利益冲突，整个国家的国防军事以及社会经济安全都将受到威胁，这对国家利益的影响将是惨重的。因此，北斗卫星导航系统应运而生。它的诞生，使得我国在一些特殊的场合不再受制于国外卫星系统，无论在军事战略还是日常生活中都对我国具有非常重大的意义。

北斗卫星导航系统是我国自主研制的，目前已经可为亚洲和太平洋地区提供无源定位、授时、导航服务。预计在未来二十年内，北斗卫星导航系统将逐渐成长为覆盖全球的卫星导航系统。可以预见的到，关系到国防军事方面将最先普及北斗导航应用，随着北斗导航系统逐渐完善和成熟，再普及到各类民用方面，最终成为普及度非常高的成熟的全球卫星定位导航系统，并拉动北斗产业的蓬勃发展。

为了能够正确接收并解调北斗导航卫星信号，研制北斗用户终端，就必须掌握如扩频测距码、导航电文格式、导航电文参数及算法等接口的相关参数，进而进行定位和导航，而这些内容构成了北斗空间信号接口控制（ICD）文件。2012年12月，北斗ICD文件正式公布，使得相关的接口特征和参数公开化，降低了北斗终端的开发成本及难度，北斗终端的研发的方向性更加明确，研制的思路步骤也更加清晰。依靠强大的市场需求及政府部门的支持，国内外对北斗导航系统感兴趣的厂商均可对北斗客户终端进行相关产品的开发，这标志着北斗导航系统的客户终端将向通用化、开放化、高速和网络化方向发展。

北斗导航接收机将会成为北斗产业中应用面最广、生产量最大的技术产品，它的性能高低将直接影响到北斗卫星导航系统的普及度。然而对于大多数厂商来说，北斗导航包含5颗GEO地球同步静止轨道卫星，以及IGSO和MEO卫星，在中国的某一时刻可能跟踪到14颗及以上北斗卫星，对于运算处理能力有限的小型接收机来说，无疑制约着接收机实时性定位解算性能。

因此，有必要提出一种北斗卫星导航系统选星定位设备，降低接收机信号处理和信息融合解算过程中的运算复杂度以及提高小型接收机实时性PVT定位解算性能，并成为了一种新的技术需求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种北斗卫星导航系统选星定位设备。该设备采用时频二维FFT信号捕获、高阶环路跟踪、比特及帧同步等信号处理技术，结合北斗可见卫星预测、失锁重捕、北斗快速选星、最小二乘信息解算技术，通过北斗快速选星技术能够降低北斗导航接收机信息解算过程中跟踪卫星的通道数，极大降低了接收机处理器的运行空间及存储空间需求，进一步降低了接收机运算处理时间，提高了接收机实时性PVT定位解算性能。

（二）技术方案

本发明提出了一种北斗卫星导航系统选星定位设备，该设备包括北斗信号处理单元A和北斗信息解算单元B，其中所述北斗信号处理单元A用于接收北斗卫星导航系统B1和B2频点信号，并完成由射频到中频信号的前置放大、带通滤波、模数转换及自动增益控制，所述北斗信息解算单元B用于根据北斗ICD文档计算卫星在CGCS2000坐标系下位置速度信息、并完成北斗可见卫星预测、北斗信号失锁重捕、北斗快速选星及最小二乘定位解算。

优选的，所述北斗信号处理单元A包括北斗天线A01、中频模块A02、滤波器A03、放大器A04、自动增益控制器A05、中频信号采集器A06、伪随机码发生器A07、NCO控制器A08、混频器I A09，相关器I A10、混频器Q A11、相关器Q A12、时频二维FFT模块A13、捕获控制模块A14、跟踪模块A15、同步模块A16、导航电文提取模块A17。

优选的，所述北斗天线A01用于接收北斗卫星导航系统B1和B2频点信号，并将接收到的信号传输至中频模块A02。

进一步的，所述中频模块A02包括前置放大器、下变频器和A/D转换器。

优选的，所述中频模块A02连接至滤波器A03，其中滤波器A03采用带通滤波器，过滤掉北斗卫星导航信号带外噪声。

优选的，所述滤波器A03连接至放大器A04，所述放大器A04将通过带通滤波器后的北斗导航信号进一步放大。

优选的，所述放大器A04连接至自动增益控制器A05，所述自动增益控制器A05用于将北斗导航信号强度控制在适当范围内，防止北斗导航信号强度落入放大器的非线性区。