[发明专利]一种基于FPGA的多模GNSS信号相关方法和系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的多模GNSS信号相关方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于现场可编程门阵列，采用时分复用的方式，在一个物理通道上实现多个逻辑通道以分别处理多个全球导航卫星GNSS系统不同卫星信号数据；

生成本地载波并将本地载波的正弦和余弦载波信号量化为由电平值±1和±2编码；应用流水线处理方式对所述GNSS卫星信号数据进行量化符号判断和查表操作后，与所述量化后的本地载波相乘，得到载波剥离信号数据；

计算卫星信号数据时延，将数据时延转换为码片的延迟相位数，并计算所属卫星信号数据的码相位，生成粗测距码C/A码；

将所述N路C/A码延迟1ms，分别与载波剥离信号数据相乘，并进行相干累计，得到通道N的GNSS卫星信号相关功率。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模GNSS信号相关方法，其特征在于，所述采用时分复用的方式，在一个物理通道上实现多个逻辑通道以分别处理多个全球导航卫星GNSS系统不同卫星信号数据，包括：

将输入的GNSS卫星信号数据存储在缓存区中，每一段待处理的数据长度为l，单位为ms；

将长度为l的卫星信号数据平均分为N份，N为所接收到的卫星信号数据中包含的卫星的个数，并对N段数据进行相关运算；

当处理第一颗卫星的数据信号时，将时分开关切换到1，相关通道的载波和C/A码都配置成针对第一颗卫星的数据；

当处理完第一颗卫星的数据后，时分开关切换到2，处理第二颗卫星的数据，处理方法与第一颗卫星的处理方法一致；

重复以上步骤，直到时分开关切换到N；

提取下一个长度为l的数据重复处理，直到所有接收到的卫星信号数据处理完成。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模GNSS信号相关方法，其特征在于，所述生成本地载波并将本地载波的正弦和余弦载波信号量化为由电平值±1和±2编码，包括：

由数字信号处理DSP生成不同的载波控制字控制载波振荡器生成本地载波频率，其计算公式如下：

其中，f₀为本地载波频率，F_CW为频率控制字，F_dp为频率控制字为1时的多普勒频移控制字，L为相位累加器的为数，F_CLK为输入的采样时钟频率；

将生成的本地载波频率经过相位阶段后输入到利用IP和存储的正弦和余弦表中，采用+1和+2的量化信号表示正弦信号，用-1和-2的量化信号表示余弦信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模GNSS信号相关方法，其特征在于，所述载波剥离信号数据，根据如下方式获取：

载波剥离使用接收到的卫星信号与本地载波信号相乘的方式，计算公式如下所示：

d(t)＝u(t)·c(t)

其中，d(t)为载波剥离后的信号，u(t)为量化后的GNSS卫星信号；c(t)为正弦或余弦本地载波信号；

将本地载波信号的正弦和余弦载波信号量化为+1和+2、-1和-2；

将上述公式化简为如下载波分离公式，对载波信号进行符号和数值判断，即对接收到的信号进行线性处理，得到固定的映射关系：

其中，d(t)为载波剥离后的信号，u(t)为量化后的GNSS信号；c(t)为正弦或余弦载波信号。