GPS/GALILEO实时软件接收机关键技术研究

摘要

GNSS软件接收机，其原理是完全采用软件的形式实现对射频前端数字采样信号的处理。区别于传统的专用信号处理芯片，它使用通用处理器完成从卫星信号捕获、跟踪、星历解调、伪距测量及位置解算等一系列过程，具有开发速度快、成本低，可配置性强等特点，目前相关算法设计均基于单系统信号(GPS)，并没有兼容未来的新导航系统信号，且处理模式多是事后形式，不利于软件接收机的进一步应用及产业化。本文区别于一般的软件接收机研究方法，利用SiGE公司射频前端SE4120引入新导航系统——GALILEO信号，并严格执行相关信号标准，在一台双核64位PC机上实现了GALILEO E1频段信号捕获、跟踪，星历符号位提取等软件接收机相关算法处理流程。同时使用了逐位并行算法，将大量的乘法运算转换成异或运算，大大减小了软件相关器处理的运算量(约为60％)，实现了GALILEO E1频段观测数据的1Hz实时输出。实测数据结果表明，E1伪距精度为1.2米(1倍中误差)，高于目前GPS伪距精度，为进一步研究GPS／GALILEO实时软件接收机打下基础。最后，对GALILEO实时软件接收机在连续运行参考站网络数据处理的实际应用进行了展望：在连续运行参考站站点纳入多模信号的测试论证阶段，实时软件接收机在信号质量监测(SQM)、卫星星历质量控制，卫星观测数据质量分析、完好性监测等方面前期仿真、验证，可以发挥重要的作用。