[发明专利]GNSS载波相位差分定位的软件接收机、定位方法

说明书

本申请提供了一种GNSS载波相位差分定位的软件接收机，包括：信号接收模块，用于接收卫星信号，经数模转换后生成数字信号；信号处理模块，用于对数字信号进行捕获、跟踪前比特同步、跟踪，以获得卫星信号的信号同步参数和信号跟踪结果，信号同步参数包括载波相位、伪码相位和多普勒频率；信息处理模块，用于对信号跟踪结果进行电文解调并提取出电文时间信息；观测量提取模块，跟据信号同步参数和电文时间信息计算卫星信号的原始观测量，根据原始观测量计算对应软件接收机本地提取时间所对应的估计观测量，估计观测量包括伪距、多普勒频率和积分多普勒；定位解算模块，用于根据估计观测量的伪距、多普勒频率和积分多普勒进行载波相位差分定位解算。

技术领域

本说明书一般涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种GNSS载波相位差分定位的软件接收机及定位方法。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System)不断发展，已经形成美国的全球定位系统GPS、中国的北斗导航系统BDS、俄罗斯的格洛纳斯GLONASS、欧洲的伽利略Galileo、日本的准天顶卫星导航系统QZSS、印度的区域卫星导航系统IRNSS等六个导航系统。各卫星导航系统仍不断演进，在原有信号体制上推陈出新，发布新的导航信号频率及制式；同时卫星导航技术的服务领域不断扩大，对高精度定位的需求越来越高，要求GNSS接收机具备差分定位或精密单点定位的能力。这些新的需求都迫使GNSS接收机升级算法来增加功能，提升性能，但是传统的硬件接收机受到滤波带宽、采样率、中断机制等要素的限制，设计专一性强，扩展性较差，导致开发周期不确定，研发成本不可控。

GNSS软件接收机是一种基于软件无线电思想的接收机，对比传统的硬件接收机具有更灵活的开发扩展性和更高效的开发迭代能力。GNSS软件接收机能够将基带信号处理、原始观测量生成、定位解算、差分定位等模块全部由软件实现，使用C/C++语言开发，运行在计算机(Personal Computer)平台上，克服硬件接收机使用硬件架构扩展性不足的问题，能够有效的把控开发周期和成本。

GNSS软件接收机需要使用GNSS天线和射频前端完成射频模拟信号到数字中频信号的变换工作。信号变换后使用中频数据采集卡采集数字信号，采集数据存储到硬盘中，再由软件接收机完成基带信号处理、原始观测量的生成、定位解算等。

载波相位差分定位技术是一种高精度的定位技术，它是建立在处理两个接收机的载波相位测量值的基础上的。为了区别两个接收机，其中一个接收机称为基准站，另一个称为用户接收机。载波相位差分定位需要获得基准站的观测信息，通过对用户接收机和基准站的载波相位测量值差分组合来消除观测值中的测量误差，差分组合有单差、双差、三差等三种模型。载波相位差分定位的精度很高，精度能够达到厘米级。

目前，大多数软件接收机的技术方案，在原始观测量的生成上，只集中关注伪距的质量，而对载波相位的质量未有深入研究；部分技术方案具备载波相位生成和差分的能力，但是能够使用的载波相位数量较少，定位精度达到厘米级的成功率低。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本申请提供了一种GNSS载波相位差分定位的软件接收机，具备载波相位差分定位能力，静态下定位精度达到厘米级。

本申请的一实施例中公开了一种GNSS载波相位差分定位的软件接收机，包括：

信号接收模块，用于接收卫星信号，经数模转换后生成数字信号；

信号处理模块，用于对所述数字信号进行捕获、跟踪前比特同步、跟踪，以获得所述卫星信号的信号同步参数和信号跟踪结果，所述信号同步参数包括载波相位、伪码相位和多普勒频率；

信息处理模块，用于对所述信号跟踪结果进行电文解调并提取出电文时间信息；