一種新型gps/北斗衛星導航位移監測接收系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雙模式衛星定位導航接收機、電子信息與通信測量領域，主要是涉及GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統的方案設計。
【背景技術】
[0002]在掌握了雙模導航定位技術及功能實現所需的各個模塊后，根據系統對定位運行結果的要求，研宄北斗/GPS雙模接收機系統的結構設計，提出能夠兼容北斗、GPS的基于ARM處理器的新型雙模接收機。新型的北斗/GPS雙模接收機不僅具有傳統接收機授時精度高、全天候連續、精準的三維導航定位等優勢，且可以綜合北斗和GPS的導航信號修正電離層和對流層的延時，進一步提高導航定位的精度，實現北斗和GPS系統間的兼容與互操作，滿足用戶對衛星導航服務的高質量要求。這種雙模接收機系統設計還具有體積小、性能高、功耗低等特點，已經廣泛地應用在交通導航、實時定位、短報文通信等國民經濟軍用、民用領域中。設計的這種北斗/GPS雙模式的衛星定位導航接收機系統，能實時高效地接收雙頻衛星信號，保證了定位信息采集的自主性和可靠性。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型克服現有技術的不足之處，提供一種由ARM控制的高度集成、性能好的GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統的設計，能同時接收北斗、GPS的衛星信號，連續獲得衛星信息，給出定位精度高的聯合定位授時結果，其采用的技術方案如下:
[0004]一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，包括電源模塊、功能模塊、外圍通信接口、數據存儲模塊、LCD顯示器，所述功能模塊與數據存儲模塊、電源模塊、LCD顯示器三者相互作用連接，所述外圍通訊接口接在功能模塊上，功能模塊包含ARM微處理器、射頻前端、數字基帶處理及定位解算模塊、有源天線，功能模塊是系統的核心，功能模塊里的射頻前端設計為雙頻帶單通道，功能模塊里的射頻前端包括LNA放大器、帶通濾波器、低噪聲放大器、混頻器、PPH多相帶通濾波器、有源濾波器、自動增益控制電路、ADC模數轉換，輸入時鐘信號、鎖相環PLL、壓控振蕩器、二分頻器，所述數據存儲模塊采用的是隨機存儲器。
[0005]優選的是，所述功能模塊包含ARM微處理器、射頻前端模塊、數字基帶處理及定位解算模塊、有源天線，功能模塊里的ARM微處理器與數字基帶處理及定位解算模塊相互作用連接，功能模塊里的射頻前端模塊接在數字基帶處理及定位解算模塊上，有源天線接在射頻前端模塊上。
[0006]優選的是，所述外圍通信接口與接收機各部分相連，通信串口連接了功能模塊里的ARM微處理器與定位輸出。
[0007]優選的是，所述IXD顯示器上有控制按鍵。
[0008]本實用新型具有如下優點:
[0009]I)本實用新型的一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，既能單接收北斗播發的BI頻點導航信號，產生北斗中頻信號，也可單接收GPS衛星播發的LI頻點導航信號，產生GPS中頻信號，還可同時接收北斗、GPS的衛星信號，連續獲得衛星信息，再通過數字基帶處理模塊和定位解算模塊，給出聯合定位授時結果，定位精度高；
[0010]2)由ARM控制的雙模雙頻帶單射頻通道架構簡化了電路，高度集成，結構小型化減小了接收機的體積，降低了接收機功耗，減少了研發和生產成本，提高了接收機的性能。
【附圖說明】
[0011]圖1:本實用新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統的結構框圖；
[0012]圖2:本實用新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統的主要功能模塊；
[0013]符號說明
[0014]1.有源天線，2.LNA放大器，3.帶通濾波器，4.低噪聲放大器，5.混頻器，6.PPH多相帶通濾波器，7有源濾波器，8自動增益控制電路，9有源濾波器，10.自動增益控制電路，11.ADC模數轉換，12.輸入時鐘信號，13.鎖相環PLL，14.壓控振蕩器，15.二分頻器，16.ARM微處理器，17.基帶信號處理。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明:
[0016]如圖1所示，本實用新型一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，包括電源模塊、功能模塊、外圍通信接口、數據存儲模塊和IXD顯示器。
[0017]本實用新型一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統工作時，電源模塊保證了系統內部的正常供電，根據天線、數據存儲器、功能模塊中的各部分、LCD顯示器、串行接口的工作電壓的不同，分別為其提供不同的電源電壓。有源天線接收到北斗和GPS兩個頻段的信號，并將這些高頻信號傳遞射頻前端電路，射頻前端通過對其進行功率放大、濾波、變頻、增益控制和模數轉換等處理得到中頻信號，經過基帶處理及定位解算模塊后，得到數字中頻基帶信號，當觀測到5顆以上衛星時，就可以通過一系列的算法和數據處理后，得出需要定位的用戶坐標，該定位結果通過外圍串口接口輸出到IXD顯示屏上，ARM微處理器是接收機系統的關鍵，控制系統的工作，其協調和運算決定接收機對信息的處理能力。數據存儲模塊用來作為系統的內存，且存儲接收到的雙模衛星數據和相關的數據文件。
[0018]如圖2所示，本實用新型一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統的主要功能模塊，包括ARM微處理器、射頻前端、基帶信號處理和定位數據解算模塊。
[0019]功能模塊中，射頻前端的第一級是LNA放大器2，其噪聲系數決定了整個接收機系統的噪聲性能等參數，設計時取較低的LNA噪聲系數，天線I接收到的信號中，除了有用的北斗和GPS衛星信號，還包含各種干擾信號，使用帶通濾波器3去除干擾信號，得到純凈的北斗和GPS信號。功率放大器4使接收到射頻信號的功率充分放大，本地晶體振蕩器12給接收機輸入時鐘信號即基準頻率，鎖相環13使基準頻率與不同的精度較高的頻率相乘，從而合成各種所需的頻率，設計的鎖相環頻率范圍能覆蓋北斗BI頻點和GPS的L頻點。經壓控振蕩器14和二分頻器15分頻輸出給混頻器5的信號與12輸入的參考信號頻率同步，混頻器5將接收到的高頻率射頻信號轉換成中頻信號。經多相帶通濾波器6濾波后的中頻信號進入到中頻通道，依據北斗和GPS信號不同頻率、帶寬，分別用有源濾波器7和自動增益控制電路8，或者有源濾波器9和自動增益控制電路10，對北斗/GPS信號進行濾波，并調整其增益。通過ARM微處理器16的控制實現了單射頻通道北斗/GPS雙模切換工作。得到方便做模數轉換的中頻模擬信號后，經ADC模數轉換器11處理輸出數字中頻信號。然后將信號輸入到基帶信號處理及定位解算模塊17中，將中頻基帶信號進行調制等處理，最后得到定位用的偽距值和載波相位觀測值，定位解算模塊根據已有軟件算法程序，對定位信息進行數據處理，求解得出用戶位置的三維坐標。
【主權項】
1.一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，其特征在于，包括電源模塊、功能模塊、外圍通信接口、數據存儲模塊、LCD顯示器，所述功能模塊與數據存儲模塊、電源模塊、IXD顯示器三者相互作用連接，所述外圍通訊接口接在功能模塊上，功能模塊包含ARM微處理器(16)、射頻前端、數字基帶處理及定位解算模塊(17)、有源天線，功能模塊是系統的核心，功能模塊里的射頻前端設計為雙頻帶單通道，功能模塊里的射頻前端包括LNA放大器(2)、帶通濾波器(3)、低噪聲放大器(4)、混頻器(5)、PPH多相帶通濾波器(6)、有源濾波器(7)、自動增益控制電路(8)、ADC模數轉換(11)，輸入時鐘信號(12)、鎖相環PLL(13)、壓控振蕩器(14)、二分頻器(15)，所述數據存儲模塊采用的是隨機存儲器。2.根據權利要求1所述的一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，其特征是:所述功能模塊包含ARM微處理器(16)、射頻前端模塊、數字基帶處理及定位解算模塊(17)、有源天線，功能模塊里的ARM微處理器(16)與數字基帶處理及定位解算模塊(17)相互作用連接，功能模塊里的射頻前端模塊接在數字基帶處理及定位解算模塊(17)上，有源天線接在射頻前端模塊上。3.根據權利要求1所述的一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，其特征是:所述外圍通信接口與接收機各部分相連，通信串口連接了功能模塊里的ARM微處理器(16)與定位輸出。4.根據權利要求1所述的一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，其特征是:所述IXD顯示器上有控制按鍵。
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型GPS/北斗衛星導航位移監測接收系統，包括電源模塊、功能模塊、外圍通信接口、數據存儲模塊、LCD顯示器，所述功能模塊與數據存儲模塊、電源模塊、LCD顯示器三者相互作用連接，所述外圍通訊接口接在功能模塊上，功能模塊包含ARM微處理器、射頻前端、數字基帶處理及定位解算模塊、有源天線，功能模塊是系統的核心，所述數據存儲模塊采用的是隨機存儲器。本實用新型有益效果為：由ARM控制的雙模雙頻帶單射頻通道架構簡化了電路，高度集成，結構小型化減小了接收機的體積，降低了接收機功耗，減少了研發和生產成本，提高了接收機的性能。
【IPC分類】G01S19/33
【公開號】CN204679643
【申請號】CN201520321676
【發明人】馬璐瑤
【申請人】馬璐瑤
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月13日