專利名稱：基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是一種基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，該導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)是一種研發(fā)、測(cè)試衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的有效工具，可以應(yīng)用于任何導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的生成，包括美國的GPS系統(tǒng)，俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，歐洲的伽利略系統(tǒng)，中國的北斗系統(tǒng)，以及以后可能出現(xiàn)的任何新的衛(wèi)星導(dǎo)航體制。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一種通過接收機(jī)接收多顆導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，接收機(jī)根據(jù)接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算得到接收機(jī)位置的系統(tǒng)。一般衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由分布于不同軌道平面的多顆導(dǎo)航衛(wèi)星組成，以保證在任何時(shí)間，應(yīng)用范圍內(nèi)的任何地點(diǎn)都可以接收到多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)，比如對(duì)于現(xiàn)在運(yùn)行的美國GPS(Global Positioning System全球定位系統(tǒng))系統(tǒng)的應(yīng)用范圍是全球，就要保證在任何時(shí)間、全球的任何地點(diǎn)可以接收到至少四顆導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)。衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)就是接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，并根據(jù)接收到的衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算，得到位置、時(shí)間、速度的裝置。
圖1是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的原理框圖。衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)可以同時(shí)收到n顆導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，這n顆導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)之和我們稱之為導(dǎo)航衛(wèi)星射頻信號(hào)SRFSRF=Σi=1nSRFi...(1)]]>SRFi＝AiCi(t-τi)Di(t)sin(ωi(t-τi)+φi)+ni(t) (2)其中，SRFi為第i顆衛(wèi)星的射頻信號(hào)，Ai為第i顆衛(wèi)星的信號(hào)幅度，Ci(t)為第i顆衛(wèi)星偽隨機(jī)碼，包括各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制中的所有碼，如美國GPS系統(tǒng)中的C/A碼、P碼，歐洲伽利略系統(tǒng)中的各種碼等，Di(t)為第i顆衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航電文，包括各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制中的各種電文，ωi為第i顆衛(wèi)星的載波角頻率，包括各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制中的所有頻率，φi為第i顆衛(wèi)星的載波相位，τi為第i顆衛(wèi)星的傳輸延時(shí)，ni(t)為噪聲功率。Ai、ωi、φi、τi、ni(t)與導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)行軌道、導(dǎo)航衛(wèi)星的時(shí)鐘誤差等誤差參數(shù)、導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)傳輸誤差參數(shù)(如電離層誤差、對(duì)流層誤差)、信道衰減、接收機(jī)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，即當(dāng)接收機(jī)處于不同位置和不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，會(huì)引起上述變量產(chǎn)生相應(yīng)變化。
衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)通常由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分包括天線、射頻部分、基帶處理。天線將空間中的導(dǎo)航衛(wèi)星電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，得到射頻信號(hào)，信號(hào)的頻率為衛(wèi)星信號(hào)波段，如GPS系統(tǒng)的L1波段的頻率標(biāo)稱值為1575.42MHz。射頻部分將導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)放大、下變頻、濾波、數(shù)模變換，最后輸出數(shù)字中頻信號(hào)。下變頻是指將衛(wèi)星波段的信號(hào)(頻率一般為1GHz到2GHz)降到幾MHz到幾十MHz的模擬中頻信號(hào)，即相當(dāng)于射頻信號(hào)的頻率減去一個(gè)固定的本振頻率。模擬中頻信號(hào)SIFA為SIFA=Σi=1nSIFAi...(3)]]>SIFAi＝AiCi(t-τi)Di(t-τi)sin((ωi-ω0)(t-τi)+φi)+ni(t)(4)其中，ω0為本振角頻率。數(shù)模變換是將經(jīng)過下變頻后的模擬中頻信號(hào)SIFA進(jìn)行采樣量化，變?yōu)閿?shù)字中頻信號(hào)，數(shù)字中頻信號(hào)SIFD可以被進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)字處理?；鶐幚硪话闶菙?shù)字電路，處理數(shù)字中頻信號(hào)，主要功能是去掉直擴(kuò)序列和中頻載波。軟件部分運(yùn)行在處理器上，根據(jù)基帶處理部分的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，同時(shí)寫入控制參數(shù)到基帶處理部分。軟件部分由信號(hào)處理和解算兩部分組成。信號(hào)處理軟件主要包括衛(wèi)星信號(hào)捕獲、跟蹤、比特同步、比特信息提取等部分。解算部分主要功能是通過計(jì)算得到接收機(jī)位置。
目前，開發(fā)、研制衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)是比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的事情，為了全面研究衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的算法和測(cè)試其性能，需要接收機(jī)可以處于任意位置和任意的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及需要任意時(shí)間、任意信號(hào)強(qiáng)度、任意傳輸誤差等各種條件。然而，在實(shí)際開發(fā)和測(cè)試過程中，使接收機(jī)真實(shí)處于這些條件下(特別是一些極端環(huán)境)是不可能的。因此，需要導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)(或叫導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)模擬器)人為產(chǎn)生導(dǎo)航衛(wèi)星射頻信號(hào)SRF，使公式(1)和(2)中的各種參數(shù)對(duì)應(yīng)于各種條件，如時(shí)間、信道衰減、接收機(jī)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、信道傳輸延時(shí)等，這樣就可以在實(shí)驗(yàn)室的靜態(tài)條件下模擬各種環(huán)境條件，從而達(dá)到驗(yàn)證、測(cè)試導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)的目的。如圖2為現(xiàn)有的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的原理框圖，用戶可以任意設(shè)置接收機(jī)的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡、時(shí)間、誤差參數(shù)、信道衰減等各種參數(shù)，該信號(hào)生成系統(tǒng)計(jì)算出各導(dǎo)航衛(wèi)星報(bào)文，以及接收機(jī)應(yīng)收到的各導(dǎo)航衛(wèi)星的載波頻率、載波頻率變化率、載波相位、延時(shí)等觀測(cè)量，產(chǎn)生控制命令，控制硬件部分進(jìn)行直擴(kuò)序列產(chǎn)生、直擴(kuò)序列擴(kuò)頻、載波生成、載波調(diào)制、調(diào)整增益，最終生成導(dǎo)航衛(wèi)星射頻信號(hào)SRF。系統(tǒng)的軟件部分一般是在專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行。上述結(jié)構(gòu)雖然被目前所有市場(chǎng)上的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)所采用，但其存在如下不足之處1、主要功能(如直擴(kuò)序列產(chǎn)生、直擴(kuò)序列擴(kuò)頻、載波生成、載波調(diào)整等)是通過硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)備復(fù)雜、成本高；2、設(shè)備的硬件一旦做好，難以改變，靈活性差，難以升級(jí)、改造，如一旦出現(xiàn)新的導(dǎo)航衛(wèi)星體制或新的衛(wèi)星信號(hào)，就需要新的設(shè)備；3、輸出單一，只有射頻信號(hào)，無法得到模擬中頻信號(hào)、數(shù)字中頻信號(hào)；4、無法得到數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以被計(jì)算機(jī)軟件處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和軟件仿真；5、采用專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成本高，靈活性差；6、由于硬件實(shí)現(xiàn)過于復(fù)雜，不便于設(shè)計(jì)多種衛(wèi)星導(dǎo)航體制、多種碼、多種頻點(diǎn)的混合導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)；7、難以擴(kuò)展功能，用戶無法在輸出信號(hào)中加入自定義信號(hào)，如單頻干擾信號(hào)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種能夠只需較少的硬件，從而成本降低、但靈活性增加的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為，在計(jì)算機(jī)中通過軟件生成導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)，從而在硬件構(gòu)成中能夠減少直擴(kuò)序列擴(kuò)頻、載波生成和載波調(diào)制等單元，實(shí)現(xiàn)成本低、靈活性高的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)。
本發(fā)明技術(shù)方案如下基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，包括通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口連接的軟件部分和硬件部分，其特征在于所述軟件部分運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中由該軟件生成導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)。
所述數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口傳送到硬件部分，得到數(shù)字中頻信號(hào)；該數(shù)字中頻信號(hào)經(jīng)過數(shù)模變換和濾波得到模擬中頻信號(hào)；該模擬中頻信號(hào)經(jīng)上變頻得到導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)。
所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，包括USB接口或PCI接口等。
所述硬件部分主要包括數(shù)模變換裝置、濾波裝置、上變頻裝置和增益控制裝置，而不再包括直擴(kuò)序列擴(kuò)頻裝置、載波生成裝置和載波調(diào)制裝置。
所述數(shù)模變換、濾波、上變頻為多個(gè)并行通道，以便分別得到各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制、各種碼、各種頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，最后將所有通道的射頻信號(hào)合并，就可以得到最終的射頻信號(hào)。
所述數(shù)字中頻信號(hào)可以被直接輸入到衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的基帶部分，用于調(diào)試和測(cè)試，數(shù)字中頻信號(hào)的時(shí)鐘頻率可以被任意設(shè)置，即該時(shí)鐘頻率可以與實(shí)際的采樣率不一至；所述模擬中頻信號(hào)可以被輸入至衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的模數(shù)變換部分之前，用于調(diào)試和測(cè)試；所述射頻信號(hào)的功率可以被增益控制裝置調(diào)節(jié)，所述射頻信號(hào)可以被輸入到完整的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，用于調(diào)試和測(cè)試。
所述軟件生成的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)中的中頻頻率，采樣率，以及樣點(diǎn)比特?cái)?shù)可以通過軟件設(shè)置。
所述軟件部分還包括自定義信號(hào)模塊，能夠被用戶擴(kuò)展應(yīng)用，即用戶可加入自定義的信號(hào)。
本發(fā)明技術(shù)效果如下本發(fā)明提出一種新的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，只具有最少、最基本的硬件，成本低、靈活性高。本系統(tǒng)主要通過普通的計(jì)算機(jī)生成數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)，再通過標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，如USB接口(速率可達(dá)480Mb/s)、PCI接口等，傳送到硬件部分，得到數(shù)字中頻信號(hào)，再經(jīng)過數(shù)模變換得到模擬中頻信號(hào)，最后經(jīng)上變頻得到射頻信號(hào)。本系統(tǒng)可以得到數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)、數(shù)字中頻信號(hào)、模擬中頻信號(hào)、射頻信號(hào)等多種輸出形式。
導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)是一種研發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的有效工具。與目前基于硬件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)不同，本發(fā)明是基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)中通過軟件生成導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)，硬件部分只保留最少的部分，即主要只有模數(shù)變換、帶通濾波和上變頻部分。數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，從計(jì)算機(jī)傳送到硬件設(shè)備上，從而可以得到導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)字中頻信號(hào)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，可以得到模擬中頻信號(hào)，再經(jīng)過上變頻，就可以得到導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)，這與實(shí)際情況下導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)完全一樣。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)、成本低，可以產(chǎn)生導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)、模擬中頻信號(hào)、數(shù)字中頻信號(hào)、數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)，開發(fā)者可以利用這些信號(hào)研究、驗(yàn)證、測(cè)試衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的算法、程序和性能。


圖1是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的原理框圖。
圖2是現(xiàn)有的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的原理框圖。
圖3是本發(fā)明的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖3為本發(fā)明的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的原理框圖，主要分為軟件部分和硬件部分。
導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的軟件部分運(yùn)行在普通的計(jì)算機(jī)上，用戶通過人機(jī)界面可以任意設(shè)置接收機(jī)的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，以及時(shí)間、誤差參數(shù)、信道衰減等各種參數(shù)，經(jīng)計(jì)算可得到參數(shù)和誤差，包括導(dǎo)航衛(wèi)星軌道參數(shù)、導(dǎo)航衛(wèi)星時(shí)鐘誤差參數(shù)、電離層參數(shù)、對(duì)流層參數(shù)等。通過這些參數(shù)，可以得到導(dǎo)航電文。利用這些參數(shù)和接收機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，可以得到接收機(jī)應(yīng)收到的各導(dǎo)航衛(wèi)星的觀測(cè)量，包括中頻載波頻率、載波頻率變化率、載波相位、碼時(shí)鐘頻率、碼相位、信號(hào)幅度噪聲功率等參數(shù)，即前述背景技術(shù)式(4)中的各參數(shù)。利用式(4)，通過軟件最終得到數(shù)字中頻信號(hào)SIFD數(shù)據(jù)，通過軟件設(shè)置，該數(shù)據(jù)可以包括任何導(dǎo)航衛(wèi)星體制、任何碼、任何頻率的衛(wèi)星信號(hào)，也可以生成廣域增強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)，如WAAS、EGNOS信號(hào)等。其中，中頻頻率、采樣時(shí)鐘頻率、每個(gè)采樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)都可以通過軟件設(shè)置。另外，可以具有擴(kuò)展功能，用戶可以在數(shù)字中頻信號(hào)中加入自定義信號(hào)，如單頻干擾信號(hào)等等，以便于干擾、抗干擾研究。此前所有功能都是通過軟件實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)也可以被用戶使用，做數(shù)據(jù)分析和軟件仿真。
計(jì)算機(jī)讀取數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口傳送到導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的硬件部分中，此標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口的傳輸比特速率應(yīng)大于數(shù)字中頻信號(hào)的采樣率×每個(gè)采樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)，該數(shù)據(jù)接口包括USB、PCI接口等。在硬件部分中，經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口的解碼，得到數(shù)字中頻信號(hào)。該數(shù)字中頻信號(hào)可以被直接輸入到衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的基帶部分，用于調(diào)試和測(cè)試，數(shù)字中頻信號(hào)的時(shí)鐘頻率可以被任意設(shè)置，即該時(shí)鐘頻率可以與實(shí)際的采樣率不一至。例如，為了做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)要進(jìn)行FPGA實(shí)驗(yàn)，該接收機(jī)的運(yùn)行速度低于實(shí)際情況，這就可以通過輸入低頻率的數(shù)字中頻信號(hào)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。數(shù)字中頻信號(hào)經(jīng)數(shù)模變換、濾波后得到模擬中頻信號(hào)，模擬中頻信號(hào)也可以被輸入至衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的模數(shù)變換部分之前，用于調(diào)試和測(cè)試。模擬中頻信號(hào)再經(jīng)上變頻就可以得到導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)，射頻信號(hào)的功率可以被增益控制部分調(diào)節(jié)。其中，數(shù)模變換、濾波、上變頻也可以是多個(gè)并行通道，以便分別得到各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制、各種碼、各種頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，最后將所有通道的射頻信號(hào)合并，就可以得到最終的射頻信號(hào)。該射頻信號(hào)可以被輸入到完整的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，用于調(diào)試和測(cè)試。
本發(fā)明適用于各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制的信號(hào)生成，包括美國的GPS系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、中國的北斗系統(tǒng)等，以及未來可能出現(xiàn)的新的衛(wèi)星導(dǎo)航體制和新的衛(wèi)星信號(hào)，只需要一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)和少量的硬件。設(shè)備硬件簡單(主要只包括計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口電路、模數(shù)變換、濾波器、上變頻和增益控制)、成本低、靈活性高、升級(jí)容易，可以單獨(dú)或混合輸出各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制、各種碼、各種頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)。輸出形式多樣化，可以得到數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)、數(shù)字中頻信號(hào)、模擬中頻信號(hào)、射頻信號(hào)等，是研究、驗(yàn)證、開發(fā)、測(cè)試衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)和衛(wèi)星導(dǎo)航軟件接收機(jī)的有效工具。
本發(fā)明的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)1.本發(fā)明中的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的生成，包括美國的GPS系統(tǒng)，俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，歐洲的伽利略系統(tǒng)，中國的北斗系統(tǒng)，以及以后可能出現(xiàn)的任何新的衛(wèi)星導(dǎo)航體制。
2.如圖3所示，是導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)的主要組成框圖。主要特點(diǎn)是主要功能由軟件實(shí)現(xiàn)，硬件部分只保留最少部分；數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)在普通計(jì)算機(jī)中由軟件生成；采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，可以連續(xù)、實(shí)時(shí)的傳送信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口包括USB等一切標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，只要數(shù)據(jù)接口的傳輸比特速率大于數(shù)字中頻信號(hào)的采樣率×每個(gè)采樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)即可；硬件部分主要只有數(shù)模變換、濾波、上變頻、增益控制。
3.輸出形式多樣，可以得到數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)、數(shù)字中頻信號(hào)、模擬中頻信號(hào)、射頻信號(hào)，也可以只包括數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)、數(shù)字中頻信號(hào)、模擬中頻信號(hào)、射頻信號(hào)中的一種或幾種。
4.硬件部分中，可以包括2中列的全部或部分，也可以根據(jù)功能需求進(jìn)行增減組合。
5.硬件部分中，數(shù)模變換、濾波、上變頻也可以是多個(gè)并行通道，以便得到各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制、各種碼、各種頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，最后將所有通道的射頻信號(hào)合并，就可以得到最終的射頻信號(hào)。
6.軟件生成的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)中的中頻頻率，采樣率，樣點(diǎn)比特?cái)?shù)可以通過軟件設(shè)置。
7.在硬件部分中，計(jì)算機(jī)傳送過來的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)變?yōu)閿?shù)字中頻信號(hào)時(shí)，數(shù)字中頻信號(hào)的時(shí)鐘頻率可以被任意設(shè)置。
8.本系統(tǒng)可以產(chǎn)生多個(gè)頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)。
9.本系統(tǒng)可以產(chǎn)生各種衛(wèi)星導(dǎo)航體制、多種碼的單獨(dú)或混合導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)。
10.可以被用戶擴(kuò)展應(yīng)用，用戶可加入自定義的信號(hào)。
11.本系統(tǒng)也可以生成廣域增強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)，如WAAS、EGNOS信號(hào)等應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)實(shí)質(zhì)的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，包括通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口連接的軟件部分和硬件部分，其特征在于所述軟件部分運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中由該軟件生成導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口傳送到硬件部分，得到數(shù)字中頻信號(hào)；該數(shù)字中頻信號(hào)經(jīng)過數(shù)模變換和濾波得到模擬中頻信號(hào)；該模擬中頻信號(hào)經(jīng)上變頻得到導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)接口，包括USB接口或PCI接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述硬件部分主要包括數(shù)模變換裝置、濾波裝置、上變頻裝置和增益控制裝置，而不再包括直擴(kuò)序列擴(kuò)頻裝置、載波生成裝置和載波調(diào)制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)模變換、濾波、上變頻為多個(gè)并行通道，以便分別得到各種導(dǎo)航衛(wèi)星體制、各種碼、各種頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，最后將所有通道的射頻信號(hào)合并，就可以得到最終的射頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字中頻信號(hào)可以被直接輸入到衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的基帶部分，用于調(diào)試和測(cè)試，數(shù)字中頻信號(hào)的時(shí)鐘頻率可以被任意設(shè)置，即該時(shí)鐘頻率可以與實(shí)際的采樣率不一至；所述模擬中頻信號(hào)可以被輸入至衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的模數(shù)變換部分之前，用于調(diào)試和測(cè)試；所述射頻信號(hào)的功率可以被增益控制裝置調(diào)節(jié)，所述射頻信號(hào)可以被輸入到完整的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，用于調(diào)試和測(cè)試。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述軟件生成的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)中的中頻頻率，采樣率，以及樣點(diǎn)比特?cái)?shù)可以通過軟件設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于所述軟件部分還包括自定義信號(hào)模塊，能夠被用戶擴(kuò)展應(yīng)用，即用戶可加入自定義的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠只需較少的硬件，從而成本降低、但靈活性增加的基于軟件的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)生成系統(tǒng)，包括通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口連接的軟件部分和硬件部分，其特征在于所述軟件部分運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中由該軟件生成導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)。所述數(shù)字中頻信號(hào)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口傳送到硬件部分，得到數(shù)字中頻信號(hào)；該數(shù)字中頻信號(hào)經(jīng)過數(shù)模變換和濾波得到模擬中頻信號(hào)；該模擬中頻信號(hào)經(jīng)上變頻得到導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)。所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口為USB接口或PCI接口。所述硬件部分主要包括數(shù)模變換裝置、濾波裝置、上變頻裝置和增益控制裝置，而不再包括直擴(kuò)序列擴(kuò)頻裝置、載波生成裝置和載波調(diào)制裝置。
文檔編號(hào)G01C21/20GK101033974SQ20071006289
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者王瀚晟, 張峻林 申請(qǐng)人:北京東方聯(lián)星科技有限公司