一种多系统兼容导航接收机的实现
卫星导航系统接收机原理与设计——之一(上）
Satelliteclassroom卫星课堂卫星导航系统接收机原理与设计——之一(上）+刘天雄第二十四讲概述 Receiver overview全球卫星导航系统简称GNSS（Global Navigation Satellite System）系统，由空间段SS（space segment）、地面控制段CS（control segment）以及用户段US（user segment）三个部分组成，其中用户段US就是咱们手里拿的接收机。
空间段SS的每颗导航卫星连续播发无线电导航信号，简称为SIS信号（Signals In Space），通常是L频段无线电信号，载波信号调制有周期数字码（periodic digital code）和导航电文（Navigation message），周期数字码又称为伪随机噪声测距码，简称PRN（pseudo-random noise code）码。
卫星导航系统定位的基本原理是单向到达时间测距，简称TOA（Time Of Arrival）原理,接收机通过解调导航信号的电文得到卫星的位置坐标，通过测量导航信号从卫星到接收机的传播时间来测距，以导航卫星为球心，信号传播的距离为半径画球面，用户接收机一定在球面上，当接收机分别测量出与四颗导航卫星之间的距离时，四个球面相交于一个点，即用户接收机的位置坐标，如图1所示。
如果是导航仪，接收机根据位置坐标和数字地图的映射关系，可以把定位结果映射到数字地图上，在显示屏上给出地址信息。
根据不同的应用场景，卫星导航接收机可以设计成多种不同状态，从单频（single-frequency）到多频（multi-frequency）、从单系统（single -constellation）到多系统（multi-constellation）、从专业测量型（survey）到一般车载导航型（automotive applications），设计接收机时还需要考虑信号带宽（signal bandwidth）、信号调制（modulation）、伪码速率（code rate）等技术指标，权衡工作性能（performance）、成本（cost）、功耗（power consumption）以及自主性（autonomy）等要求。
MEMS_IMU_GPS组合导航系统的实现
MEMS_IMU_GPS组合导航系统的实现MEMS_IMU_GPS组合导航系统是一种基于微电子机械系统惯性测量单元(IMU)和全球定位系统(GPS)的导航系统。
它通过将IMU和GPS的测量数据进行集成和融合，提供更准确和可靠的位置、速度和姿态信息。
在本文中，将详细介绍MEMS_IMU_GPS组合导航系统的实现原理和关键技术。
首先，需要了解IMU和GPS的基本原理。
IMU主要由三个加速度计和三个陀螺仪组成，用于测量物体的加速度和角速度。
GPS则通过接收卫星发射的信号来测量接收器与卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。
IMU和GPS各自都有一定的测量误差，但是通过集成和融合它们的测量数据，可以大幅度提高导航系统的性能。
在实现MEMS_IMU_GPS组合导航系统时，首先需要对IMU和GPS的数据进行预处理。
对于IMU数据，需要进行误差补偿和积分处理。
误差补偿包括陀螺仪的零偏校准和加速度计的尺度因素校准等，以减小测量误差。
积分处理则可以将加速度计的测量值积分得到速度和位置信息，将陀螺仪的测量值积分得到姿态信息。
对于GPS数据，则需要通过解算接收机与卫星之间的距离，从而确定接收机的位置。
接下来，需要进行导航滤波的处理。
导航滤波是将IMU和GPS的数据进行集成和融合的关键步骤，常用的滤波算法包括卡尔曼滤波和粒子滤波等。
卡尔曼滤波是一种利用概率统计的方法对系统状态进行估计和预测的算法，可以融合IMU和GPS的数据，提供更准确和可靠的导航结果。
粒子滤波则是一种基于蒙特卡洛方法的滤波算法，通过对系统状态进行随机取样，逐步逼近真实状态。
此外，还需要考虑导航系统的误差补偿和校准。
导航系统在使用过程中，由于环境变化和传感器老化等因素，可能会产生误差和漂移。
为了提高系统的精度和可靠性，需要进行误差补偿和校准。
误差补偿包括对IMU 和GPS数据的实时校准和修正，以减小测量误差。
校准则包括对传感器的定标和校准，以保证传感器的准确性和一致性。
智能定位与导航系统设计与实现
智能定位与导航系统设计与实现智能定位与导航系统在现代社会中扮演着重要的角色。
随着科技的发展和应用场景的增多，对于精确定位和高效导航的需求也越来越强烈。
本文将探讨智能定位与导航系统的设计与实现，以提供准确、可靠的位置信息并实现高效导航的功能。
1. 系统设计的基本原则智能定位与导航系统的设计应遵循以下基本原则：（1）可靠性：系统应具备高精度、高可靠性的定位能力，以确保用户获取准确的位置信息。
（2）实时性：系统应能够实时地获取并处理位置数据，在用户需要导航时提供及时的引导指令。
（3）全球定位能力：系统应具备全球定位的能力，以实现全球范围内的导航服务。
（4）多平台兼容性：系统应能够在多种平台上运行，如智能手机、车载导航系统等。
（5）用户友好性：系统的界面应简洁、直观，并提供人性化的操作指导，使用户能够轻松地使用系统。
2. 定位技术智能定位与导航系统主要依赖于卫星导航系统和地面定位技术两大类。
（1）卫星导航系统：卫星导航系统是通过一组运行在地球轨道上的卫星向用户提供定位、导航和定时服务。
目前全球最常用的卫星导航系统是美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统和欧盟伽利略系统。
系统设计应考虑选择支持多种卫星导航系统的接收机，以提供更全面、准确的位置信息。
（2）地面定位技术：地面定位技术包括无线电定位、惯性导航、视觉定位等。
这些技术可以作为辅助手段，提高定位的准确性和稳定性。
例如，无线电定位技术可以利用手机信号塔的信号强度和到达时间计算出用户的位置，惯性导航可以通过测量加速度和角速度来确定位置，视觉定位可以利用摄像头捕获的图像进行视觉识别和定位。
3. 导航算法智能定位与导航系统的核心是导航算法，它能够通过位置信息和用户的导航目的，为用户提供最佳的导航路径和指引。
导航算法主要包括以下几个方面：（1）路径规划：根据用户的起点、终点和导航模式（最短路径、最快路径等），通过地图信息和道路数据，计算出最佳导航路径。
（2）实时交通信息处理：通过获取实时交通信息，识别拥堵的道路段，避免用户走进拥堵区域，并重新规划路径。
GNSS接收机解算技术的研究与实现的开题报告
GNSS接收机解算技术的研究与实现的开题报告导言：全球卫星导航系统（GNSS）是一种运用于全球的导航系统，它通过卫星发射的信号来确定用户的位置、速度和时间。
GNSS系统已经成为多种领域的重要辅助工具，例如军事、民用、航空航天以及资源探测等等。
GNSS接收机是GNSS系统的关键组成部分，它可以接收卫星发射的信号，解算出用户的位置、速度和时间等信息。
本次开题报告将探讨GNSS接收机解算技术的研究和实现，主要内容包括以下几点：1. 研究背景2. 研究目的和意义3. 研究内容和方法4. 预期成果5. 计划安排一、研究背景GNSS接收机解算技术的研究是目前GNSS领域研究的热点之一。
GNSS技术应用于多个领域，例如导航、地质勘探、资源勘探、交通运输、安全监测等等，在这些应用中，接收机的定位精度和可靠性是至关重要的。
因此，解决GNSS接收机的定位误差、多路径效应和信号干扰等问题已成为人们广泛关注的焦点。
二、研究目的和意义本研究旨在探究和研究GNSS接收机解算技术，并以此为基础，设计和实现一种高精度、高可靠性的GNSS接收机。
具体地说，我们的目标是实现以下几点：1. 研究并分析GNSS信号错误的机理和成因，了解现有的GNSS信号处理算法和解决方法。
2. 研究并分析不同GNSS信号接收机的工作原理和性能特点，提出一种能够实现高频率差分的接收机设计。
3. 设计并实现一种高精度、高可靠性的接收机解算算法，向其它领域提供更为准确的导航支持。
三、研究内容和方法为了实现以上目标，我们将采取以下研究内容和方法：1. 综述现有的GNSS信号处理算法和解决方法，包括现有的差分GPS技术、多普勒GPS技术、载波相位差分技术和快速最小二乘解算技术等,并对其特点进行评价和分析。
2. 对现有的多频GNSS接收机技术进行分析和比较，找出其中的优缺点，并提出一种能够实现高精度差分的接收机设计。
3. 提出一种新的高精度、高可靠性的接收机解算算法，并进行模拟验证和实验验证。
导航定位技术之接收机
导航定位技术与计算机之GNSS接收机引言:GPS由三局部组成:空间星座局部,地面监控局部和用户设备局部组成。
接收机是用户局部的核心，我国在卫星设计和航天测控领域均取得了长足的进步，但在导航接收机领域却尚处于起步阶段；同时开发新一代的全球导航系统，导航接收机的研究有着举足轻重的作用。
一．GNSS接收机的开展现状与趋势1.接收机终端是卫星导航系统的重要组成局部,是卫星导航系统与广阔应用的主体-----用户的唯一接口,是市场规模最大和产业化最核心的环节,卫星导航应用的价值最终需要通过接收机才能得以实现.目前,世界上使用最广泛的接收机是GPS接收机,产品也多达数百种.这些产品按其用途可分为导航型接收机,测地型接收机,和授时型接收机等;按工作原理分可分为码相关型接收机,平方型接收机,混合型接收机和干预型接收机等;按照接收机的通道来分那么可分为多通道接收机,序贯穿道接收机和多路复用通道接收机等;按动态围可分为低动态,中动态,高动态等,不胜枚举【1】.。
从1981年第一台民用GPS接收机问世以来，GPS接收机有了长足进步。
从只供少数人使用的笨重昂贵到体积，质量，功耗，本钱的不断降低，从单通道单频单系统单一功能到多通道多频多系统多功能，从模拟和分立器件到数字化芯片化和软件化。
2.卫星导航技术是各航天大国竞相开展的热门领域,为了保持导航系统的先进性和有效性,世界各国在卫星导航系统相关技术方面积极地推进和开展..。
不仅有Galileo和QZSS等卫星导航系统正在研究设计中，GPS和GLONASS等现有的卫星导航系统也在不断地升级和改良..。
GPS现代化方案包括发射第二种民用信号L2C，为救生效劳设计的第三种民用信号L5以及新的军用码M码；GLONASS正在进展差分GLONASS的改良以及空连续的提高【2】.。
伴随着全球卫星导航系统的全面升级和开展，卫星导航接收机也呈现出以下的新的开展特点【3】：(1)多系统兼容接收机是技术开展的大趋势。
gnss接收机
GNSS接收机1. 介绍GNSS（全球导航卫星系统）接收机是一种用于接收并处理全球定位系统（GPS）、伽利略系统（Galileo）、格洛纳斯系统（GLONASS）等多个卫星系统信号的设备。
GNSS接收机在地理测量、导航、农业、航空航天等领域被广泛应用。
本文将介绍GNSS接收机的工作原理、应用领域以及常见的GNSS接收机类型等内容。
2. 工作原理GNSS接收机的工作原理可以简单描述为接收和处理卫星信号。
当GNSS接收机接收到卫星发射的无线信号时，会测量信号传输的时间以及卫星信号与接收机的距离。
接收机通过同时接收多颗卫星的信号，并利用三角定位原理计算出自身的位置。
在计算位置时，接收机会考虑卫星的精确轨道数据以及大气延迟等影响因素，以提高定位的准确性。
3. 应用领域3.1 地理测量GNSS接收机在地理测量领域十分重要。
通过使用GNSS接收机，地理测量人员可以精确测量地点的经纬度、海拔以及地面高程等参数。
这些数据在土地规划、地图制作、建筑测量等项目中起到关键作用。
3.2 导航和定位GNSS接收机在导航和定位领域广泛应用。
地面上的车辆导航系统、航空器导航系统以及移动设备中的导航应用都依赖于GNSS接收机来确定位置和导航方向。
通过接收卫星信号，GNSS接收机可以实时计算出车辆、航空器或者行人的精确位置，并在地图上显示出来。
3.3 农业GNSS接收机在农业领域也有重要应用。
农民可以利用GNSS接收机的位置定位功能来规划农田的种植和施肥。
此外，一些农业机械设备也配备了GNSS接收机，实现自动驾驶和自动操作，提高农业生产效率。
4. GNSS接收机类型4.1 单频GNSS接收机单频GNSS接收机是最简单、最常见的类型。
它只能接收L1频段的信号，定位的精度相对较低，适用于一些不需要高精度定位的应用场景。
4.2 双频GNSS接收机双频GNSS接收机可以同时接收L1和L2频段的信号，相对于单频接收机，双频接收机的定位精度更高。
北斗高灵敏度卫星导航接收机设计与实现
北斗高灵敏度卫星导航接收机设计与实现随着人们对导航技术需求的增加，卫星导航系统已成为现代社会中不可或缺的一部分。
北斗卫星导航系统作为中国自主研发的全球导航卫星系统，其高灵敏度卫星导航接收机的设计与实现显得尤为重要。
高灵敏度卫星导航接收机的设计目标是提高接收机对弱信号的接收灵敏度，以实现在复杂环境下的持续高精度导航。
为了达到这一目标，设计人员采取了一系列的技术手段。
首先，设计人员采用了先进的信号处理算法。
利用自适应滤波、频谱分析、智能跟踪等算法，能够有效地抑制噪声干扰，提高信号的接收灵敏度。
此外，设计人员还通过优化接收机硬件电路结构，提高了信号的采样精度和处理速度，进一步增强了接收机的灵敏度。
其次，设计人员针对复杂多路径干扰问题进行了深入研究。
多路径干扰是指卫星信号经过建筑物、山脉等障碍物反射后，到达接收机时产生的多个信号路径，干扰了原始信号。
为了解决这一问题，设计人员采用了多径抑制技术，通过信号处理算法对多个信号路径进行分析和抑制，提高了接收机对弱信号的识别和提取能力。
此外，设计人员还针对北斗卫星导航系统的特点进行了优化。
北斗系统采用了多星座、多频点的设计，为了充分利用系统的优势，设计人员采用了多星座融合、信号多路径融合等技术，提高了接收机对北斗系统信号的接收效果和导航精度。
在实现方面，设计人员结合硬件设计和软件开发，完成了高灵敏度卫星导航接收机的制作和调试。
经过多次测试和优化，接收机在各项指标上达到了预期的要求。
综上所述，北斗高灵敏度卫星导航接收机的设计与实现充分考虑了复杂环境下的信号接收问题，通过采用先进的信号处理算法和优化的硬件设计，提高了接收机对弱信号的接收灵敏度。
这一设计与实现的成果将为北斗卫星导航系统的应用提供更高的导航精度和可靠性，为人们的出行和生活带来更多便利。
一种多模导航接收机的数字化实现方案
维普资讯
第 ６期
邵春晖等 ： 一种多模导航接收机的数字化实现方案
维普资讯
第 ８卷第 ６期
２０ ０７年 １ ２月
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关键词 ： 软件 无线 电 ； 中频数 字化 ； 敏度 ； 灵 自动增 益控 制
中图分类 号 ：Ｔ ８０ Ｎ ５ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９— ５ ６ ２ ０ ）６— ０ ２— ４ １０ ３ １ （ ０ ７ ０ ０ １ ０
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种 多 模 导 航 接 收 机 的 数 字 化 实 现 方 案
邵春晖 ， 李治安 ， 李 晓明
（空 军 工 程 大 学 电讯 工程 学 院 ，陕 西 西 安 ７ ０７ ） １０７
摘Leabharlann 要 ： 解决 导航 体 制不兼 容 的 问题 ， 出 了一种 多模 导 航接 收机 数 字化 实 现方 案 。该 方 案 为 提
收稿 日期 ：０ ７— ７—１ ２０ ０ ３ 基金项 目： 队科研基金资助项 目 军 作者简介 ： 邵春晖 （９ ６一）男 ， １７ ， 河北黄冈人 ， 硕士生 ， 主要从事无线电导航 研究 ；
李治安 （９７ ）男 ， １５ 一 ， 河北邯郸 人 ， ， 教授 主要从事通信与信息系统、 无线 电导航研究
gps接收机原理
gps接收机原理GPS接收机原理GPS（全球定位系统）接收机是一种能够接收并解码卫星信号以确定位置的设备。
它利用卫星发射的信号和三角测量原理来确定接收机所在的位置，从而实现导航和定位功能。
本文将详细介绍GPS接收机的工作原理以及其相关技术细节。
一、卫星信号接收GPS系统由一组运行在地球轨道上的卫星组成，每颗卫星都带有高精度的原子钟。
这些卫星通过无线电波将时间和位置信息广播到地面上的GPS接收机。
GPS接收机接收到卫星发射的信号后，利用内置的天线将信号接收进来。
二、信号处理接收到的GPS信号经过天线传输到接收机的射频模块，射频模块将高频信号转换为中频信号。
接着，中频信号进入基带模块进行信号处理。
基带模块主要包括信号放大、滤波、下变频等环节。
通过这些信号处理步骤，接收机能够提高信号的质量和可靠性。
三、解码定位解码是GPS接收机中最重要的步骤之一。
在解码过程中，接收机将接收到的信号转换成数字信号，并提取出所需的导航数据。
这些导航数据包括卫星位置、时间信息以及其他辅助信息。
通过解码，接收机能够确定卫星的位置和时间，从而实现位置的计算和导航功能。
四、位置计算接收机通过收集多颗卫星的信号并计算其位置，进而确定接收机自身的位置。
这个过程是通过跟踪至少四颗卫星信号并使用三角测量原理来实现的。
通过测量接收机与卫星之间的信号传播时间差，接收机可以计算出自身与每颗卫星之间的距离。
通过多次测量和计算，接收机可以确定自身的位置坐标。
五、误差校正GPS接收机的精度受到多种误差的影响，包括大气延迟、钟差、多径效应等。
为了提高定位精度，接收机需要进行误差校正。
误差校正的方法主要有差分GPS、RTK（实时动态定位）以及基站辅助等。
这些方法通过引入辅助数据和技术手段，可以有效降低定位误差，提高精度。
六、应用领域GPS接收机在现代导航和定位领域有着广泛的应用。
除了汽车导航系统和航空导航系统外，GPS接收机还被广泛应用于军事、航海、地理勘测、测绘、野外探险等领域。
基于DSP6713的导航接收机硬件平台设计和实现的开题报告
基于DSP6713的导航接收机硬件平台设计和实现的开题报告导航接收机是一种能够接收各种卫星导航系统信号并进行处理和定位的设备。
基于数字信号处理技术的导航接收机具有高精度、高可靠性、高灵敏度和多功能等优点。
本文将研究一种基于DSP6713的导航接收机硬件平台设计和实现。
在硬件设计方面，该导航接收机主要包括前端信号处理模块、中间频率处理模块和数字信号处理模块。
其中，前端信号处理模块主要包括天线、低噪声放大器、混频器和滤波器等模块，用来进行信号采集和前置处理。
中间频率处理模块主要包括中频放大器和中频滤波器等模块，用来进行信号的放大和滤波。
数字信号处理模块主要包括DSP6713芯片、FPGA和AD转换器等模块，用来进行信号的数字化、解调、解码和定位计算。
在软件设计方面，该导航接收机主要包括嵌入式实时操作系统、AD转换器驱动、数码管驱动、GPS信号解码算法、定位计算算法和用户界面等模块。
其中，嵌入式实时操作系统用来管理系统资源和调度任务，保证系统的稳定性和实时性。
AD转换器驱动用来进行信号的数字化和采样。
数码管驱动用来显示定位结果和系统状态等信息。
GPS信号解码算法用来解码接收到的导航信号，提取其中的导航数据。
定位计算算法用来利用接收到的导航数据和卫星信息进行定位计算。
用户界面用来向用户展示定位结果和系统状态等信息，并提供操作和设置等功能。
本文将通过对DSP6713芯片和GPS信号解码算法的深入研究，设计并实现一种高性能、高精度、高可靠性的导航接收机硬件平台。
该导航接收机可以用于军事、民用等领域，具有重要的应用价值。
gnss接收机原理
gnss接收机原理GNSS接收机原理GNSS全称为全球导航卫星系统，是由多颗卫星组成的卫星导航系统。
GNSS接收机是一个用于接收卫星信号并处理信号以进行位置确定的设备。
GNSS接收机的原理是利用卫星发射的信号，通过接收机接收并处理信号，从而确定接收机所在的位置。
GNSS接收机的工作原理基于三个基本原理：时间测量、距离测量和卫星轨道计算。
GNSS接收机通过测量信号传输的时间差来确定接收机与卫星之间的距离。
接收机可以同时接收多颗卫星的信号，然后使用卫星轨道计算算法来计算出接收机的位置。
GNSS接收机的定位精度受到多种因素的影响，例如天气条件、卫星的位置和信号强度。
因此，GNSS接收机通常会使用多种技术来提高定位精度。
其中一种技术是差分GPS。
差分GPS使用两个接收机，一个在已知位置，一个在未知位置。
已知位置的接收机接收卫星信号并计算位置，然后将计算出的位置信息发送到未知位置的接收机。
未知位置的接收机使用已知位置的接收机发送的信息来提高定位精度。
GNSS接收机还可以使用其他技术来提高定位精度，例如RTK（实时动态差分）和PPP（精密点定位）。
RTK使用两个接收机，一个在移动设备上，一个在基准站上。
基准站接收卫星信号并计算位置，然后将计算出的位置信息发送到移动设备上的接收机。
移动设备上的接收机使用基准站发送的信息来提高定位精度。
PPP是一种可以在任何地方实现高精度定位的技术。
PPP使用一组精密的卫星轨道模型和大量的测量数据来计算接收机的位置。
GNSS接收机是利用卫星信号来确定位置的设备，其工作原理基于时间测量、距离测量和卫星轨道计算。
为了提高定位精度，GNSS 接收机通常会使用多种技术，例如差分GPS、RTK和PPP。
在未来，GNSS接收机将会继续发展和改进，以提供更高的定位精度和更广泛的应用。
高精度GNSS定位技术在航空摄影测量中的应用
高精度GNSS定位技术在航空摄影测量中的应用航空摄影测量是一种利用航空器、高分辨率相机和高精度定位技术进行地面物体测绘的方法。
其中，高精度GNSS定位技术起到至关重要的作用。
本文将探讨高精度GNSS定位技术在航空摄影测量中的应用，并简要介绍其原理和发展趋势。
一、高精度GNSS定位技术的原理GNSS（Global Navigation Satellite System）即全球导航卫星系统，是由多颗卫星组成的系统，为用户提供全球范围内的三维定位和导航服务。
高精度GNSS定位技术是通过接收多颗卫星的信号，并利用数学模型对信号进行处理，计算出接收机的空间坐标和钟差等参数，从而实现高精度的定位结果。
高精度GNSS定位技术的主要原理包括：1. 多普勒效应：利用多普勒效应测量信号的频率变化，从而得到接收机与卫星之间的相对速度。
2. 伪距观测：接收机通过测量信号从卫星到接收机的传播时间，计算出距离，并结合精确的星历信息，计算出接收机的位置，即伪距观测。
3. 载波相位观测：利用载波相位观测量测卫星与接收机之间的相位差，从而计算出相对位置。
二、1. 高精度控制点定位：在航空摄影测量过程中，为了保证数据的准确性和一致性，需将地面控制点进行精确的定位。
采用高精度GNSS定位技术，可以提供厘米级甚至亚厘米级的定位精度，确保控制点的位置信息精确可靠。
2. 相机定位辅助：航空摄影测量中的相机定位是一个重要的环节。
通过将相机与GNSS接收机进行集成，可以获得相机的三维位置和姿态信息。
这样，在后续的影像处理和地物解译过程中，可以更准确地匹配图像特征点，提高产品的质量和精度。
3. 姿态测量：航空摄影测量中的姿态测量是指确定航空器相机的旋转参数。
高精度GNSS定位技术可以为姿态测量提供高精度的基准，通过与惯性导航系统的集成，实现航空器的姿态定位，提高摄影数据的准确性。
4. 缩略图制作：在航空摄影测量中，制作精度较高的缩略图对于数据处理和后期分析非常重要。
GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获方法
GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获方法袁进;刘云飞【摘要】随着我国北斗导航系统“全球组网”序幕的拉开,设计实现接收机的兼容互操作功能已变成接收机设计领域的一个研究热点.文中针对GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获环节设计中遇到的处理时间长、捕获精度低、硬件资源消耗大、兼容性差等问题,设计一种基于频域处理的信号捕获算法.该算法在传统频域捕获的基础上,优化频域转换资源利用与遍历方式,在能量累加方面加入相干与非相干累加方式,达到微弱信号捕获.借助Xilinx软件Vivado及其仿真工具,对整个捕获系统进行了仿真实现,验证了算法设计的准确性,本算法可以捕获信号功率-135 dB以上的信号,可捕获的载波多普勒频率范围满足实际工程需求.在实际工程验证中,本算法能较好地满足工程应用性能要求.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】5页(P19-23)【关键词】GNSS;兼容互操作;捕获;FFT【作者】袁进;刘云飞【作者单位】南京林业大学信息科学技术学院,江苏南京210037;南京林业大学信息科学技术学院,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】TN9140 引言全球卫星导航系统(GNSS)主要包括GPS、GLONASS、Galileo和我国的北斗卫星导航系统(BDS),可以为全球用户提供高性能的定位、导航与授时服务,在军事、社会和科研领域都有广泛的应用并在全球范围内形成了一个高新技术产业。
导航信号的接收技术是导航系统的核心技术之一,是所有应用的基础。
GNSS信号接收涉及信号的捕获、跟踪和解算等关键技术,其中捕获是接收机的第一步,是首要解决的关键技术[1-2]。
针对现有的信号捕获算法中出现的硬件资源消耗大、捕获精度低、捕获速度慢、兼容性差等问题,本文针对GNSS系统兼容互操作方面,研究设计了一种适用于多种导航系统的信号捕获算法,并进行了仿真验证及工程应用测试,证明了系统的有效性及精确性。
北斗导航系统与其他卫星系统的兼容与互操作策略
北斗导航系统与其他卫星系统的兼容与互操作策略北斗导航系统与其他全球卫星导航系统实现兼容与互操作的方式主要包括以下几个方面：一、信号兼容与互操作1. 频点共用与信号设计北斗导航系统在设计信号体制时，充分考虑了与其他导航系统的兼容性和互操作性。
通过共用或相近的频点，实现多系统信号的组合定位，从而提高定位精度和可靠性。
例如，北斗B1I信号与GPS L1 C/A信号共用1575.42MHz 频点，北斗B1C信号与伽利略E1 OS信号也共用此频点，这种设计使得用户可以使用同一频点或相近频点的多个系统信号进行组合定位。
2. 导航信号设计北斗系统还采用了与GPS和Galileo等系统相似的调制方式、带宽等频域参数，以达到高度的互操作性。
这种设计使得多系统接收机能够更容易地捕获和跟踪北斗信号，实现多系统联合定位，提高用户体验。
二、卫星增强服务1. 基于卫星的增强服务（SBAS）北斗导航提供了基于卫星的增强服务，即区域短报文通信服务（RDSS），为用户提供了卫星信号校正信息和差分数据，以改善卫星信号的精度和完整性。
这种服务不仅提升了北斗系统自身的定位性能，也为与其他系统的兼容与互操作提供了有力支持。
2. 国际搜救卫星组织（COSPAS-SARSAT）合作北斗还支持国际搜救卫星组织的搜救服务，为遇险人员提供及时有效的救援信息。
这种合作不仅增强了北斗系统的服务能力，也促进了与其他国际卫星导航系统在搜救领域的兼容与互操作。
三、地基增强服务1. 基于地面站的增强服务（GBAS）北斗导航建立了基于地面站的增强服务，即精密单点定位服务（PPP），为用户提供了厘米级甚至毫米级的高精度定位服务。
这种服务不仅提升了北斗系统的定位精度，也为与其他高精度导航系统的兼容与互操作奠定了基础。
2. 国际GNSS服务（IGS）合作北斗还参与了国际GNSS服务等多边合作机制，与其他导航系统共享地面监测数据和产品。
这种合作不仅促进了全球卫星导航系统的资源优化整合，也提高了北斗系统在国际上的影响力和竞争力。
ubx协议手册
ubx协议手册【原创版】目录1.UBX 协议概述2.UBX 协议的基本原理3.UBX 协议的组成部分4.UBX 协议的应用领域5.UBX 协议的优势与不足正文1.UBX 协议概述UBX（Ublox Binary XML）协议是一种用于卫星导航系统的数据传输格式。
它由瑞士公司 Ublox 开发，主要用于接收和处理全球导航卫星系统（GNSS）信号。
UBX 协议能够实现与卫星导航接收机之间的高效数据传输，为各种导航应用提供精确、可靠的位置信息。
2.UBX 协议的基本原理UBX 协议基于二进制和 XML 数据格式，具有较高的数据传输效率和易用性。
它采用广播式数据传输，将导航数据广播到接收机，接收机根据需要接收数据。
UBX 协议支持多种导航系统，如 GPS、GLONASS、Galileo 等，能够实现多系统兼容，提高导航精度。
3.UBX 协议的组成部分UBX 协议主要包括以下几个部分：(1) 导航数据：包括卫星信号、星历、卫星健康状态等信息，用于实现导航定位功能。
(2) 差分修正：提供差分修正信息，用于提高导航定位的精度。
(3) 辅助数据：包括气象数据、地图数据等，用于实现导航系统的附加功能。
(4) 短信息服务：提供短信息传输功能，用于实现导航系统的多样化应用。
4.UBX 协议的应用领域UBX 协议广泛应用于各种卫星导航系统，如无人驾驶、无人机、船只导航、地面车辆导航等。
同时，UBX 协议也得到了许多国家和企业的支持和应用，如我国的北斗导航系统、美国的 GPS 系统等。
5.UBX 协议的优势与不足(1) 优势：a.高效的数据传输效率：UBX 协议采用二进制和 XML 数据格式，具有较高的数据传输效率。
b.多系统兼容：UBX 协议支持多种导航系统，能够实现多系统兼容，提高导航精度。
c.易用性强：UBX 协议具有简单的数据结构和清晰的协议规范，便于开发者使用和实现。
(2) 不足：a.受制于导航卫星系统：UBX 协议的应用受制于导航卫星系统的发展，卫星系统的不稳定性会影响 UBX 协议的性能。
ubx协议手册
ubx协议手册摘要：1.UBX 协议简介2.UBX 协议的基本构成3.UBX 协议的功能与应用4.UBX 协议的优势与不足5.UBX 协议的未来发展前景正文：1.UBX 协议简介UBX（Ulti-Bandwidth eXtension）协议，即超带宽扩展协议，是一种用于卫星导航系统的无线通信协议。
它起初由美国国防部研发，旨在为全球定位系统（GPS）提供更高的数据传输速率和更高的抗干扰能力。
随着技术的发展，UBX 已逐渐成为卫星导航领域广泛应用的一种通信协议。
2.UBX 协议的基本构成UBX 协议主要由三个部分组成，分别是：（1）导航电文：这部分主要包括卫星导航系统所需的导航数据，如卫星星历、卫星钟差、电离层延迟等，用于实现导航定位功能。
（2）差分修正电文：这部分主要包括差分修正信息，用于消除或减小接收机测量的误差，提高定位精度。
（3）辅助电文：这部分主要包括系统维护、系统升级、导航电文校验等信息，用于保证卫星导航系统的正常运行。
3.UBX 协议的功能与应用UBX 协议具有以下主要功能与应用：（1）提高数据传输速率：相较于传统的导航通信协议，UBX 协议具有更高的数据传输速率，能够实现更快速的数据传输。
（2）提高抗干扰能力：UBX 协议采用了先进的编码技术，具有较强的抗干扰能力，能够在复杂电磁环境下实现稳定通信。
（3）提高定位精度：通过差分修正电文，UBX 协议能够消除或减小接收机测量的误差，提高定位精度。
（4）支持多种导航系统：UBX 协议可支持多种卫星导航系统，如GPS、GLONASS、伽利略等，实现多系统兼容与互操作。
4.UBX 协议的优势与不足UBX 协议具有以下优势：（1）高数据传输速率：UBX 协议能够实现更高的数据传输速率，满足现代卫星导航系统对大量数据的传输需求。
（2）高抗干扰能力：UBX 协议采用了先进的编码技术，具有较强的抗干扰能力，能够在复杂电磁环境下实现稳定通信。
（3）高定位精度：通过差分修正电文，UBX 协议能够提高定位精度，满足高精度定位需求。
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Ｉ 蓑 制动 主统 Ｉ 移通 絷 控 系制
图 １ 整 体 硬 件 系 统 框 图
斗 系 统 又 面 临 重 大 发 展 机 遇 的 情 况 ， 中 提 出解 决 多 导 航 系 文 统 兼 容性 接 收 机 的解 决 方 案 ， 其 关 键 在 于 兼 容 性 导 航 芯 片 而 的选 择 ，文 中 以北 京 东 方 联 星 科 技 有 限 公 司 出 产 的 Ｏ ｒｃ 一 Ｔ ａｋ ３ ２多 系 统兼 容 卫 星 导 航 芯 片 为 例 ， 出一 种 同 时 可 以 接 受 北 提 斗二 号 、 Ｐ 、 Ｌ Ｎ Ｓ Ｇ Ｓ Ｇ Ｏ Ａ Ｓ卫 星 信 号 ， 示 多 系统 联 合 导 航 精 度 显 定 位 、 速 和 授 时 。 Ｔａｋ ３ 测 Ｏ ｒｃ 一 ２作 为 国 内首 款 成 熟 的 多 系统 兼 容 高 性 能 卫 星 导 航 芯 片 ， 用 高 速 信 号 处 理 引 擎 技 术 ， 足 采 满 高性 能 应 用 各 项 指 标 ， 且 配 以 控 制 芯 片 ， 配 相 关 显 示 及 并 搭 控 制 电路 ， 而 实 现 多 平 台系 统 兼 容 的 导航 接 收 机 。 从
机 设 计 应 用 解 决 方 案具 有 较 好 的接 口适 应 性 ． 灵 活 接 驳 外 可
Ｎ
３ 系统 硬 件 设 计
联 星 公 司 Ｏ ｒｃ 一 ２多 系 统 兼 容 卫 星导 航 芯 片 。采 用 Ｔａｋ ３
Ｈ ｓ Ｂｓ ｏｔ ａｅ架 构 设 计 ， 根 据 需 要 ， 合 不 同 性 能 的 Ｃ Ｕ 组 — 可 配 Ｐ 成 适 应 多 种 载 体 应 用 的 接 收 机 。Ｏ ｒｃ 一 ２可 兼 容 支 持 Ｔａｋ ３
ｄ ｓｇ ｓｓｕ ｉｄ，ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｒ ｗ ｒ ｎ ｏ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｉｎ ｉ ｔ ｄ ｅ ｈ ｙ ｔ ｍ ａｄ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｒ ｃ ｓ ｒ ｎ ｒｄ ｃ ｄ，ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｄ ｓ ｎ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｎ ｌ ｄ ｎ ａ ｄ ｒ ｅ ｉ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ｇ ｔ ｅ ｎ ｖ ｇ ｔ ｎ ｒ ｃ ｉ ｅ ｈ ｐ ｉ ｏ ｔ ｌ ｉ ｕ ｔ ｄ ｓ ｌｙ ｃｒ ｕ ｔ ｔ ｅｓ ｆ ｒ ａｔ ｏ ｒｓ ｓ ｅ ｗ ｏ ｅｄ ｓｇ ｒ ｃ ｓ． ｈ ａ ｉ ａｉ ｅｖ ｒｃ ｉ ，ａｍａ ｎ ｃ ｎ ｒ ｒ ｉ， ｉｐ ａ ｉ ｉ， ｏｔ ｅｐ ｒ ｃ ｍｐ ｉｅ ｈ ｌ ｅ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｅ ｏｃｃ ｃ ｈ ｗａ ｈ ｔ
展 支 持 Ｇ ｌｅ ａｉｏ信 号 。 Ｔａｋ ３ ｌ Ｏ ｒｃ 一 ２芯 片采 用 了一 种 新 的 基 于 匹 配 滤 波 器 的捕 获 结 构 ， 结 构 在 功 耗 和 面 积 方 面 明显 优 于 传 该 统 结 构 ， 够 同时 对 多 颗 卫 星信 号进 行 快 速 捕 获 。 Ｔａｋ ３ 能 Ｏ ｒ 一２ ｃ
Ｋｅ ｒ ｓ ａｅ ｌ ｅ；ＧＰ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｔ ｌ ｔ ｉ Ｓ；ｎ ｖｇ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ；ｓ ｓｅ ｃ ｍｐ ｔ ｌ ａ ｉａ ｉ ｙ ｔ ｍ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ａｉ ｅ ｂ
随 着 我 国北 斗卫 星 导 航 系 统 的建 立 ， 国卫 星 导 航 事业 我
嵌 入 式 系 统 包 含 了硬 件 和软 件 ２个 方 面 ， 中硬 件 主 要 其 由 嵌 入 式 处 理 器 、 储 器 、 ０ 端 口 以及 相 关 外 围 器件 和 电 路 存 Ｉ ／
数据存储 系统Ｉ Ｉ 、 — ｆ 存储－ ２ ｔａｋ３
芯片 的跟踪 模块 具有 ３ ２个 独 立 的 跟 踪 通 道 ， 能 够 分 别 对
Ｂ ２ Ｇ Ｓ或 Ｌ Ｎ Ｓ Ｄ 、Ｐ Ｏ Ａ Ｓ进 行 稳 定 跟 踪 ，通 道 之 间完 全独 立 ． 互
（ 尔 滨理 工 大 学 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ０ ７ ） 哈 ５ ０ ６
摘 要 ： 究 了一 种 基 于 国产 多 系统 兼 容 卫 星导 航 芯 片 ０ ｒ ｋ ３ 研 Ｔａ 一 ２的 导航 接 收机 系统设 计 ，详 细介 绍 了系统 软 硬 件 的 ｃ
设 计 流 程 ． 中硬 件 设 计 包括 导航 接 收 芯 片 、 控 制 电路 、 示 电路 等 ， 件 部 分 包括 整 体 设 计 流程 等 。 其 主 显 软 关键 词 ： 斗 ２ 星 ； Ｐ ； 航 系统 ；系统 兼 容 北 ７ ＿ ＧＳ 导
中 图 分 类 号 ： Ｎ ６ Ｔ ９５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ８ ０ １ — ３ ６ ４ ６ ３ （０ ２ ０ — １５ ０
Ａ ｕ ｔｓ ｓ ｅ ｏ ｐａ ｉ ｅ ｎａ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｃ ｉ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍ ｌｉｙ ｔ ｍ ｃ ｍ ｔｂｌ ｖ ｇ ｔｏ ｅ ｅｖ ｍ ｌ ｍ ｎ
面 临 着 巨大 变 化 ｎ 传 统 Ｇ Ｓ导 航 系 统 其 高 精 度 、 天 候 、 ｑ。 Ｐ 全 多
功 能 、 作 简 单 、 用 广 泛 将 受 到 剧 烈 的 冲击 ，Ｅ 卫 星 导 航 操 应 ］斗 系 统 除 了 能 够 提 供 高 精 度 、 可 靠 的定 位 、 航 和 授 时 服 务 ， 高 导
Ｇ Ｓ信 号 能 进 行 高 效 的 信 号 处 理 ， 以 高 效 嵌 入 式 处 理 平 台 Ｐ 配
及 Ｌ Ｄ显 示 模 块 和 无 线 通 信 模 块 实 现 接 收 机 现 场 显 示 和 无 Ｃ 线 数 据 的 收发 。系 统 的整 体 原 理 硬 件 设 计 框 图如 图 １所 示 。
第 ２ ０卷 第 ８期
Ｖ０ ．Ｏ １ ２ Ｎｏ ８ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｃ ｒ ｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ
２１ ０ ２年 ４月
Ａｐ ． ｒ ２０１ ２
一
种 多系统兼容导航接 收机 的实现
王 康 ．李 欣
组 成 ． 件 部 分 主 要 由嵌 入 式 操 作 系统 及 相 应 的 应 用 软 件 系 软
统 组 成 。 应 用 程 序 （ 括 某 些 第 ３方 软 件 包 ） 制 着 整 个 系 包 控 统 的 运 作 和 行 为 ： 操 作 系统 对 各 个 任 务 （ 用 程 序 ） 行 调 而 应 进 度 ， 调 各 个 任 务 同步 地 对 硬 件进 行 控 制 ， 现 软 硬 件 结 合 ， 协 实 达到预定的各项功能。 文 中 以嵌 入式 平 台 Ｓ Ｍ一 ２为 平 台 ．搭 配 前 端 多 系 统 兼 Ｔ ３ 容性 导航 Ｏ ｒｃ 一 ２ 用 于控 制 提 取 相 关 卫 星 导 航 信 息 ， 测 Ｔａｋ ３ ， 监
２ 总 体 设 计
多 系 统 兼 容 维 系导 航 机 主 要 考 虑 整 个 系 统 的 兼 容 问题 ， 选 择 相 关 接 收 都 系统 导 航 卫 星 的 芯 片【， 过 传 统 接 收 机 的 ３通 １ 实 现 ． 软件 上 再 进 行 相 关 处 理 。 在
在 本 系 统 中 主 要 采 用 国 产 导 航 芯 片 Ｏ ｒｃ 一 ２多 系 统 Ｔａｋ ３
还 保 留 了 北 斗 卫 星 导 航 试 验 系 统 的 短 报 文 通 信 、 分 服 务 和 差
完 好 性 服 务 特 色 其 开 放 性 的 服 务 将 为 大 众 提 供 高 可 靠 性 的 定 位 、 速 和受 时 服 务 ， 位 精 度 １ 测 速 精 度 ０ ／， 测 定 ０ｍ， ． ｍ ｓ授 ２
Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｋａ ｇ，Ｌ ｎ ＩＸｉ
（ ａｂｎＵ ｉ ｒｉ ｃｅｃ ｎ ｅｈｏｏｙ Ｈａｂｎ１０ ７ ， ｈｎ ） Ｈ ｒｉ ｎｖ ｓｙｏ ｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ， ｒｉ ５０ ６ Ｃ ｉａ ｅ ｔ ｆＳ ｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｏｎ ｉ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｏ ｓｉ ａ ｅｌ ｅ ｎ ｖｇ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｃ ｍｐ ｔ ｌ ｈ ｐ ０ ｒ ｃ 一 ２ ｎ ｖ ｇ ｔ ｎ ｒ ｃ ｉｅ ｙ ｔｍ ｓｒ ｃ ： ｅｋ ｎ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｓ ｔ ｌ ｔ ａ ｉａ ｉ ｙ ｔ ｍ ｏ ａｉ ｅ ｃ ｉ Ｔ ａ ｋ ３ ａ ｉａｉ ｅ ｅｖ ｒｓ ｓｅ ｃ ｉ ｏ ｂ ｏ
作 者 简 介 ： 康 （ ９ ５ ） 男 ， 北 保 定人 ， 士 研 究 生 。 研 究 方 向 ： 号 与信 息 处理 、 信 与 信 息 系统 。 王 １８ 一 ， 河 硕 信 通
一
ｌ５ １—
《 电子设 计 工程） ０ ２年 第 ８期 ２１
入， 目前 可 兼 容 接 收 北 斗 二 号／ Ｐ ／ Ｌ Ｎ Ｓ Ｇ ＳＧ Ｏ Ａ Ｓ信 号 ， 来 可 扩 未
时 精 度 １ ｓ授 权 服务 面 向 专 业 用 户 提 供 更 高 精 度 的定 位 、 ０ｎ ； 测 速 、 时 、 报 文 通 信 、 分 服 务 以 及 系 统 完 好 性 信 息 服 授 短 差 务 。针 对 目前 Ｇ Ｓ导 航 系 统 仍 旧 占 据 主 流 市 场 的状 态 ， 北 Ｐ 而
Ｆｉ ．１ Ｂｌｃ ｉ ｇ ａ ｏ ａ ｄ ｒ ｙ ｔｍ ｇ ｏ ｋ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｈ ｒ ｗａ ｅ ｓ ｓｅ
信 号 的 情 况下 依 然 稳 定 的跟 踪 。
联 星 公 司 基 于 ０ ｒｃ 一 ２ 的优 异 性 能 翻 配 合 在 卫 星 导 Ｔａｋ ３ ，
航 领 域 的 深 厚 积 淀 ， 破 了 一 批 关 键 技 术 ， 成 了 成 熟 、 统 突 形 系 的 高 性 能 卫 星 导 航 接 收 机 设 计 方 案 ， 适 应 具 有 不 同 运 动 特 可 性 的 各 类 载 体 的 应 用要 求 。基 于 ｏ Ｔｃ一 ２芯 片的 多 模 接 收 Ｔａｋ ３