本發(fā)明專利技術涉及一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法及裝置。該方法采用了如下措施：（1）在數(shù)字部分加入基帶成形環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)對數(shù)字基帶信號進行數(shù)字濾波，將其頻譜限制在一定范圍內，起到很好的帶外抑制效果；（2）去除了射頻調制輸出后的帶通濾波器；在DAC輸出后加入低通濾波器；（3）加入閉環(huán)自校接收機，對最終的射頻信號進行接收處理，將不同通道殘余誤差輸入延遲環(huán)節(jié)，消除不一致的誤差。在加入基帶成形環(huán)節(jié)對基帶信號進行數(shù)字濾波，將基帶帶外頻譜限制在一定范圍內，從而大大減小了上變頻后的諧雜波。DAC后加入低通濾波器主要濾除由于DAC轉換導致的諧波等高頻成分，對所有通道均一致。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及到衛(wèi)星導航信號模擬
，可應用于國防、軍工、航天、導航、測繪等領域。
技術介紹
衛(wèi)星導航信號模擬技術在接收機開發(fā)、生產(chǎn)、測試和導航科學實驗方面具有廣泛的應用前景。衛(wèi)星導航系統(tǒng)目前處于蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，美國的GPS、俄羅斯的GL0NASS、歐盟的GALILEO、中國的北斗成為世界公認的四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)，此外還有日本的QZSS、印度的IRNSS,中國的CAPS等系統(tǒng)。由于GNSS系統(tǒng)多樣化發(fā)展，多系統(tǒng)之間的兼容互操作也逐步成為導航定位的主 要方法。因此要求導航信號模擬源能產(chǎn)生多種頻點和制式的導航模擬信號。通常做法是產(chǎn)生基帶信號后，在數(shù)字域疊加，再統(tǒng)一轉換為射頻信號。對于多種導航信號的要求，則采用多個模塊產(chǎn)生各種信號，再統(tǒng)一疊加。由于電路參數(shù)、時鐘傳輸延遲、相位上的差異，此外射頻單元的相位非線性效應和群延遲隨頻率和環(huán)境變化，信號模擬的通道一致性成為影響信號模擬精度的重要問題。為了解決該問題，人們目前通常采用對各模塊采用統(tǒng)一時鐘，各模塊采用相同的結構或器件，然而由于器件之間的差異以及后期特性漂移都使得通道一致性問題無法根本解決，由于沒有閉環(huán)測試手段，隨著使用時間的增加，通道一致性將變差，目前已成為高精度衛(wèi)星導航信號模擬的瓶頸問題。圖一為一種四路射頻信號產(chǎn)生原理圖，在四路基帶信號產(chǎn)生的邏輯時間統(tǒng)一的前提下，理論上如果四路DAC器件的群時延特性一致，取樣時鐘到達各DAC器件的時間一致，混頻器群延時特性一致，射頻信號中的時延一致性就可以保證。但在實際中，按照亞納秒級的時延一致性要求，器件與電路布線都無法保證電氣特性的一致性，包括(I) DAC輸出群時延以取樣時刻為基準，DAC輸出的連續(xù)時間信號相對于基準時刻附加了一個時延，記為τ Με;(ω, t),包含DAC后置濾波器的群延時，iDAC;(co，t)因基帶信號頻率而異,且隨著時間的推移，其特性有緩慢漂移。(2)取樣時鐘盡管四路DAC使用同一時鐘，但由于布線路徑以及DAC時鐘輸入管腳、焊接特性必然存在差異，相對于取樣時鐘基準，DAC輸出信號的時鐘參考會發(fā)生偏移,記為τ s(t),表明該偏差因環(huán)境條件(電路板環(huán)境溫度、濕度等)變換而變化。(3)混頻器輸出群時延混頻器將模擬基帶變換為射頻信號，輸出相對于輸入附加了一個時延，記為τ mix( ，t)，表明混頻器群時延因基帶信號頻率而異，且隨時間推移，其特性會緩慢漂移。(4)帶通濾波器時延由于數(shù)字基帶信號模數(shù)轉換后具有較多諧波成分，這些諧波成分混頻后進入射頻信號。因此射頻信號需要通過帶通濾波器濾除諧波，再送至天線。由于各通道帶通濾波器的中心頻率不一致，因此帶通濾波器的時延也存在不一致。該時延記為tbpf。此外，信號傳輸路徑因為印制板布線、焊接工藝及濾波器差異均會帶來時延差異。為了討論問題方便，這些工藝差異分別歸入DAC、取樣時鐘和混頻器，用集中參數(shù)模型來分析問題。 綜合上述三方面的時延因素，每個通道的信號系統(tǒng)模型如圖2所示。射頻輸出信號表不為權利要求1.一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法，其特征在于，該方法包括如下措施 (1)在數(shù)字部分加入基帶成形環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)對數(shù)字基帶信號進行數(shù)字濾波，將其頻譜限制在一定范圍內，起到很好的帶外抑制效果； (2)去除了射頻調制輸出后的帶通濾波器；在DAC輸出后加入低通濾波器； (3)加入閉環(huán)自校接收機，對最終的射頻信號進行接收處理，將不同通道殘余誤差輸入延遲環(huán)節(jié)，消除不一致的誤差。2.根據(jù)權利要求I所述的一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法，其特征在于，基帶成形具體為 設數(shù)字基帶信號為4 )，采用有限字長濾波器，根據(jù)成形要求設計得到濾波器的脈沖響應A( )為 則基帶成形的輸出為y( 2) = h0x(n)+blx(n — V) +..bMAx{n - M +1) 03.根據(jù)權利要求I所述的一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法，其特征在于，閉環(huán)自校接收機具體為 閉環(huán)自校子系統(tǒng)一方面通過總線獲得信號產(chǎn)生子系統(tǒng)輸出信號的碼相位、載波相位和動態(tài)特性；另一方面，對信號產(chǎn)生子系統(tǒng)輸出的射頻信號進行下變頻和濾波處理，經(jīng)ADC采樣后送到數(shù)字信號處理單元進行處理；數(shù)字信號處理單元對信號的延遲精度、穩(wěn)定性、碼通道間一致性、載波通道間一致性、碼載波相位相干性等指標進行計算和統(tǒng)計分析，并根據(jù)電文、偽距、環(huán)路動態(tài)參數(shù)和定位的位置誤差來綜合評價信號動態(tài)性能和質量；當誤差偏離一定值后，控制系統(tǒng)將根據(jù)對應參數(shù)偏移量調整信號延遲環(huán)節(jié)有關參數(shù)，保證輸出信號精度和質量； 利用統(tǒng)一的下變頻解調及采集電路，可以測得四路射頻信號中基帶信號的相對時延 、<、<和I這四個時延量中均附加了一個統(tǒng)一的系統(tǒng)偏差& ,盡管TamF可去除，但基帶信號時延式、右、右和4的相對偏差可測知，將此相對偏差傳遞給產(chǎn)生各路基帶信號的延遲單元，可以控制延遲單元消除時延偏差，校正各路射頻信號中的時延一致性； 相對時延是指基帶信號時延S與采樣時延Ak的總和，即兮= A + ，由于使用統(tǒng)一的檢測電路，各通道的時延檢測結果均附加同一個偏差量Tam ,通常情況下Tadc不能單獨檢測并消除，故檢測結果4稱為相對時延，%稱為絕對時延；檢測通道的ADC采集信號是各通道時延觀測信號的總和，借助載波Λ的合理選擇與FPGA中的數(shù)字下變頻，將各路數(shù)字基帶信號分離出來，假設與第A路數(shù)字基帶對應，為討論問題方便，我們不再區(qū)分通道標號I用統(tǒng)一的符號表示4.根據(jù)權利要求3所述的一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法，其特征在于，時延相關檢測用于時延V的粗檢測，判斷的整數(shù)部分，具體方法為 假設全文摘要本專利技術涉及一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法及裝置。該方法采用了如下措施(1)在數(shù)字部分加入基帶成形環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)對數(shù)字基帶信號進行數(shù)字濾波，將其頻譜限制在一定范圍內，起到很好的帶外抑制效果；(2)去除了射頻調制輸出后的帶通濾波器；在DAC輸出后加入低通濾波器；(3)加入閉環(huán)自校接收機，對最終的射頻信號進行接收處理，將不同通道殘余誤差輸入延遲環(huán)節(jié)，消除不一致的誤差。在加入基帶成形環(huán)節(jié)對基帶信號進行數(shù)字濾波，將基帶帶外頻譜限制在一定范圍內，從而大大減小了上變頻后的諧雜波。DAC后加入低通濾波器主要濾除由于DAC轉換導致的諧波等高頻成分，對所有通道均一致。文檔編號G01S19/23GK102944885SQ20121046791公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權日2012年11月19日專利技術者楊俊 , 鐘小鵬, 周永彬, 明德祥, 邢克飛, 胡助理 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種衛(wèi)星導航信號模擬多通道一致性方法，其特征在于，該方法包括如下措施：（1）在數(shù)字部分加入基帶成形環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)對數(shù)字基帶信號進行數(shù)字濾波，將其頻譜限制在一定范圍內，起到很好的帶外抑制效果；（2）去除了射頻調制輸出后的帶通濾波器；在DAC輸出后加入低通濾波器；?（3）加入閉環(huán)自校接收機，對最終的射頻信號進行接收處理，將不同通道殘余誤差輸入延遲環(huán)節(jié)，消除不一致的誤差。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊俊，鐘小鵬，周永彬，明德祥，邢克飛，胡助理，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科學技術大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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