一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)，以及一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)的抗干擾處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收設備三大部分組成，具備定位、導航、高精度授時功能的系統(tǒng)，其廣泛應用于航海、航空、測量、測繪、精密定位等行業(yè)領(lǐng)域。衛(wèi)星導航系統(tǒng)的空間星座部分由分布在不同軌道平面上的多顆衛(wèi)星組成，以保證地面接收機在任一時刻、覆蓋范圍內(nèi)的任一地點都可以接收到足夠數(shù)量的衛(wèi)星信號，并通過解算得到接收機的位置、速度和時間等信息。
[0003]目前，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS，Global Navigat1n Satellite System)主要包括美國的GPS、俄羅斯的GL0NASS，中國的北斗系統(tǒng)，以及歐洲的GALILEO系統(tǒng)。
[0004]圖1是傳統(tǒng)GNSS接收機的組成原理框圖。傳統(tǒng)GNSS接收機通常分為天線單元和接收單元兩大部分。天線單元，也叫天線前端，它的作用是，由天線將空間中的導航衛(wèi)星電磁波信號轉(zhuǎn)換為電信號；輸出的射頻模擬信號經(jīng)由射頻電路將其放大、下變頻、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字中頻信號。其中，下變頻是指將衛(wèi)星波段的信號(頻率一般為IGHz到2GHz)降到幾MHz至幾十MHz的中頻信號，中頻信號才可以做進一步的信號處理。濾波部分為一個帶通濾波器，其作用是將帶外噪聲濾除。模數(shù)轉(zhuǎn)換是將經(jīng)過下變頻和濾波后的中頻模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號才可以做進一步的數(shù)字信號處理。接收單元對天線單元輸出的數(shù)字中頻信號進行基帶處理，繼而進行導航定位的解算，以得到用戶接收機的位置、速度和時間等信息?；鶐幚韱卧话闶菙?shù)字電路，主要包括相關(guān)器、中頻載波生成、碼時鐘生成等部分。
[0005]隨著衛(wèi)星導航應用的日益普遍，用戶對接收機終端可靠性和抗干擾能力的要求也逐步提高。接收機在進行信號接收、傳輸和處理的過程中不可避免的引入了一些干擾信號，這些干擾信號可能來自于自然的干擾，也可能來自人為干擾。如果干擾信號的幅度大于有用信號的幅度，真實的衛(wèi)星導航信號將被埋沒在干擾信號中。一旦進入接收機的混合信號達不到后續(xù)載波跟蹤環(huán)以及碼跟蹤環(huán)所要求的載噪比，接收機將無法正常工作。或者虛假的衛(wèi)星信號以強于真實衛(wèi)星信號的形式，讓接收機鎖定錯誤的衛(wèi)星信號，就會解算出虛假的導航數(shù)據(jù)。以上所述這些情況，都將直接影響到導航定位的精度。如何將這些干擾信號濾除，進而加強接收機系統(tǒng)的抗干擾能力，具有十分重要的意義，也是接收機系統(tǒng)需要解決的一個關(guān)鍵問題。
[0006]和接收機有用信號帶寬相比較，我們可以將干擾信號分為帶外干擾和帶內(nèi)干擾。一般在接收機的天線和前端加入帶通濾波器，用來抑制帶外的干擾信號。但是如果帶外干擾信號足夠強，接收機天線和前端濾波電路不足以將其抑制，后續(xù)的基帶信號處理和導航解算仍將受到很大的影響。同時，帶內(nèi)干擾也會帶來諸多問題。為了降低干擾信號對衛(wèi)星導航信號以及解算過程造成的不利影響，圖2給出了一種帶有抗干擾處理模塊的GNSS接收機的組成原理框圖，其中采用了抗干擾處理模塊，用于抑制接收機通道內(nèi)的干擾信號，信號在接收機內(nèi)部從一個電路到另一個電路的行進中，必然產(chǎn)生時間延遲。而波道時延的不穩(wěn)定性，中頻信號的相位抖動和接收天線的相位中心漂移，會導致測量精度的損失，進而影響導航定位精度。更重要的是，硬件電路復雜程度的提高，將導致額外的信噪比損失(大約幾dB)，接收機的電磁兼容性也將隨之下降，進而降低接收機的抗干擾能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)，該系統(tǒng)去掉了傳統(tǒng)的抗干擾GNSS接收機中抗干擾處理模塊和基帶處理模塊之間的頻率變換部分，將天線單元電路和接收單元電路合二為一，能有效簡化電路，降低電路板的復雜度、成本和功耗，提高接收機工作效率，同時減少信號的信噪比損失，提高接收機的電磁兼容性以及抗干擾能力。本發(fā)明還提供一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)的抗干擾處理方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)，包括天線單元和接收單元，其特征在于，所述天線單元和接收單元是一體化結(jié)構(gòu)，包括依次連接的天線、射頻電路、抗干擾處理模塊、基帶處理模塊和導航解算模塊；所述抗干擾處理模塊置于射頻電路和基帶處理模塊之間，其輸入端連接射頻電路，輸出端連接基帶處理模塊；所述抗干擾處理模塊上集成有轉(zhuǎn)換電路，射頻電路輸出的數(shù)字中頻信號通過抗干擾模塊對干擾信號進行抑制后直接進入基帶處理模塊的輸入端；所述轉(zhuǎn)換電路用于完成比特數(shù)，采樣頻率以及數(shù)字中頻頻率的轉(zhuǎn)換功能；
所述抗干擾處理模塊和基帶處理模塊之間沒有頻率變換部分。
[0009]所述射頻電路包含放大電路部分、下變頻電路部分、濾波電路部分和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路部分。
[0010]所述抗干擾處理模塊采用抗干擾濾波技術(shù)或其它抗干擾處理技術(shù)，所述抗干擾濾波技術(shù)包括空域濾波、頻域濾波和時域濾波中的一種或幾種組合，所述衛(wèi)星導航接收系統(tǒng)為單系統(tǒng)終端或多系統(tǒng)終端；所述衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括美國的GPS系統(tǒng)，俄羅斯GLONASS系統(tǒng)，中國的北斗系統(tǒng)，歐洲的GALILEO系統(tǒng)，以及以后可能出現(xiàn)的新的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
[0011]一種北斗衛(wèi)星導航抗干擾系統(tǒng)的抗干擾處理方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)射頻電路將接收到的衛(wèi)星射頻信號依次進行放大處理、下變頻處理、濾波處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，輸出數(shù)字中頻信號；
2)輸出的數(shù)字中頻信號進入抗干擾處理模塊進行抗干擾處理，同時通過集成在抗干擾處理模塊上的轉(zhuǎn)換電路，完成比特數(shù)，采樣頻率以及數(shù)字中頻頻率的轉(zhuǎn)換；
3)將經(jīng)過抗干擾處理模塊處理后的輸出信號進行基帶處理和導航定位的解算。所述抗干擾處理所采用的抗干擾技術(shù)為抗干擾濾波技術(shù)或其它抗干擾處理技術(shù)，所述抗干擾濾波技術(shù)包括空域濾波、頻域濾波和時域濾波中的一種或幾種組合，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在，去掉了傳統(tǒng)的帶有抗干擾處理模塊的衛(wèi)星導航接收機中抗干擾處理模塊和基帶處理模塊之間的頻率變換部分，將天線單元電路和接收單元電路合二為一，省去了一個上變頻電路，一個下變頻電路，一個D/A轉(zhuǎn)換電路和一個A/D轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)了抗干擾衛(wèi)星導航接收系統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)設計，有效的簡化了電路，降低了電路板的復雜度、成本和功耗，同時減少了信號的信噪比損失，提高了接收機的電磁兼容性以及抗干擾能力。
[0012]本發(fā)明中的抗干擾處理模塊不同于傳統(tǒng)的抗干擾處理模塊，不僅包含了傳統(tǒng)的抗干擾處理模塊的全部功能，還集成了轉(zhuǎn)換電路部分，用于完成比特數(shù)，采樣頻率以及