一种GPS/BD2双模通用型接收装置

摘要

本发明涉及的是全球卫星导航技术领域，具体涉及一种针对中国的北斗二代导航定位系统和美国的GPS导航定位系统两个独立的卫星导航系统的GPS/BD2双模通用型接收装置。本发明包括GPS天线、BD2天线、第一通用型接收机和第二通用型接收机、FPGA、第一DSP和第二DSP。本发明利用FPGA实现对两个通用型接收机的可编程配置，可实现GPS卫星L1、L2频点，BD2卫星B1、B2频点的可配置选择，增强了GPS/BD2双模接收装置的通用性，用户可根据不同系统要求自行通过可配置方法进行灵活设计与配置，以达到GPS/BD2双模通用型接收装置适应性强的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及的是全球卫星导航技术领域，具体涉及一种针对中国的北斗二代导航定位系 统和美国的GPS导航定位系统两个独立的卫星导航系统的GPS/BD2双模通用型接收装置。

背景技术

北斗卫星导航定位系统是中国具有自主知识产权的全球导航卫星系统，是继美国的GPS、 俄罗斯的GLONSS之后的又一成熟的卫星导航系统，加上GALILEO卫星导航系统，成为了 目前全球卫星导航系统的主体。随着中国“北斗二号”第16颗卫星的发射成功，北斗导航业务 正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。因此，具有兼容型的多模接收机成为了未 来导航接收机发展的必然趋势。GPS/BD2双模通用型接收装置将利用GPS卫星导航系统和北 斗二代卫星导航系统进行双模式的兼容，既支持单系统卫星定位又支持双系统联合定位，同 时采用可配置的通用型接收机使得该GPS/BD2双模通用型接收装置具有更加灵活的设计和 选择。

在GPS/BD2双模接收机研究方面，文献《GPS/BD2双模接收机基带处理平台的设计与 实现》主要针对基带信号处理技术展开研究，《GPS+BD双模接收机自主完好性监测算法研 究》主要对RAIM算法展开研究，《北斗/GPS双模CORS网研制与测试技术研究》主要对 CORS网设计展开研究，《北斗/GPS双模差分定位技术的研究及实现》主要对差分定位算法 进行了研究，均与本发明中通用型接收及其可配置方法有别。专利《一种基于北斗GPS双模 定位模块的差分定位算法》主要是针对定位算法的研究，专利《CAPS/GPS双模接收机》和 《CAPS/北斗双模接收机》也有别于GPS/BD2双模接收机，且不是针对可配置方法的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现GPS/BD2双模式、多频点卫星导航信号的接收，以实 现单系统卫星定位或双系统联合定位的GPS/BD2双模通用型接收装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括GPS天线、BD2天线、第一通用型接收机和第二通用型接收机、FPGA、第一 DSP和第二DSP，GPS天线接收信号输入第一通用型接收机；BD2天线接收信号输入第二通用 型接收机；FPGA通过第一接口SPI对第一通用型接收机进行配置；FPGA通过第二接口SPI对 通用型接收机进行配置；通用型接收机将下变频后的GPS基带信号输入FPGA；第二通用型接 收机将下变频后的BD2基带信号输入FPGA；经过FPGA基带信号处理后的GPS信息输入第一 DSP；经过FPGA基带信号处理后的BD2信息输入第二DSP；第一DSP和第二DSP分别将GPS/BD2 导航解算后的位置信息进行输出显示。

本发明的有益效果在于：

本发明利用FPGA实现对两个通用型接收机的可编程配置，可实现GPS卫星L1、L2频点， BD2卫星B1、B2频点的可配置选择，增强了GPS/BD2双模接收装置的通用性，用户可根据不 同系统要求自行通过可配置方法进行灵活设计与配置，以达到GPS/BD2双模通用型接收装置 适应性强的目的。

附图说明

图1本发明的结构组成框图；

图2本发明可配置方法流程图；

图3本发明可配置寄存器的配置参数内容。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

GPS天线（1）接收信号输入通用型接收机（3）；BD2天线（2）接收信号输入通用型接收 机（4）；FPGA（5）通过接口SPI（8）对通用型接收机（3）进行配置；FPGA（5）通过接口 SPI（9）对通用型接收机（4）进行配置；通用型接收机（3）将下变频后的GPS基带信号输 入FPGA（5）；通用型接收机（4）将下变频后的BD2基带信号输入FPGA（5）；经过FPGA（5） 基带信号处理后的GPS信息输入DSP（6）；经过FPGA（5）基带信号处理后的BD2信息输入 DSP（7）；DSP（6）和DSP（7）分别将GPS/BD2导航解算后的位置信息进行输出显示。

本发明的可配置接收机由两个通用型接收机和FPGA组成。

GPS/BD2双模通用型接收装置的可配置方法为：GPS天线（1）接收信号输入通用型接收 机（3），BD2天线（2）接收信号输入通用型接收机（4），FPGA（5）通过接口SPI（8）对通 用型接收机（3）进行配置，FPGA（5）通过接口SPI（9）对通用型接收机（4）进行配置。 可配置接收机由两个通用型接收机和FPGA组成，在FPGA（5）内部分别设置GPS信号接收可 配置模块和BD2信号接收可配置模块，其中GPS可配置模块通过SPI（8）对通用型接收机（3） 进行配置，BD2可配置模块通过SPI（9）对通用型接收机（4）进行配置。可配置模块利用3 线接口实现对通用型接收机内部可配置寄存器的设置，通过可配置寄存器设置混频器的本振 频率、中频IF频率值、中频滤波器带宽和滤波器类型、ADC输出IQ量化位数和数字输出格 式、可编程增益放大器PGA增益值等参数。

结合图1，GPS天线（1）接收信号输入通用型接收机（3），BD2天线（2）接收信号输入 通用型接收机（4），可配置接收机由两个通用型接收机和FPGA组成。通用型接收机（3）和 通用型接收机（4）接收信号的选择是通过FPGA（5）实现控制的，在FPGA（5）内部分别设 置GPS信号接收可配置模块和BD2信号接收可配置模块，其中GPS可配置模块通过SPI（8） 对通用型接收机（3）进行配置，BD2可配置模块通过SPI（9）对通用型接收机（4）进行配 置。经过FPGA（5）配置后的通用型接收机（3）将GPS信号输入到FPGA（5），经过FPGA（5） 配置后的通用型接收机（4）将BD2信号输入到FPGA（5），并在FPGA（5）内部分别完成GPS 和BD2基带信号处理功能。经过FPGA（5）基带信号处理后的GPS信息输入DSP（6）；经过 FPGA（5）基带信号处理后的BD2信息输入DSP（7）；DSP（6）将GPS基带处理后的信息进行 导航解算后输出位置等信息并显示，DSP（7）将BD2基带处理后的信息进行导航解算后输出 位置等信息并显示。

图2给出了GPS/BD2双模通用型接收装置可配置方法的流程，可配置方法实现的具体过 程如下：首先，预置器件状态（10），通过预置状态设置位的逻辑电平设置，选择器件工作在 预置状态还是串口配置状态；其次，选择工作模式配置（11），包括测试、模块选择等；再次， 设置寄存器（12），具体包括了中心频率、增益、滤波器类型等参数的设置；最后，将设置好 的寄存器参数写入到串行移位寄存器（13）中，其中写入串行移位寄存器的时序满足设置和 保持时间的典型值。

图3给出了寄存器设置（12）具体配置参数的内容，其中包括了PLL配置设置，可对整 数分频比、参考分频比、模式控制等进行具体设置；中频中心频率设置，可完成几种固定中 频的选择；中频滤波器带宽设置，可完成几种固定带宽的选择；中频滤波器类型设置，可实 现不同阶数的巴特沃斯型滤波器的选择，还包括带通或低通的选择；中频滤波器增益设置， 增加或减少6dB增益值；IQ量化与输出格式设置，可以实现I、Q通道输出数据位数、数据 格式的设置等等。