高動態衛星定位
日期:2016-06-20 / 人氣: / 來源:未知
衛星導航背景
眾所周知,20世紀90年代之后,衛星導航定位系統由初步試驗、成熟逐步走向了全運行和鼎盛時期,已經擴展至軍事、經濟和民生等各個領域;
目前的全球主要導航定位系統有美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的伽利略和我過逐步發展起來的北斗一代、二代;
GPS由于具有全球性、全天候和連續的精確三維定位能力,且能實時對運載體的速度、姿態驚醒測定并精確授時,所以在應用市場最為廣泛,所以,本匯報內容以GPS接收機為例。
全球定位系統(GPS)
由三個段組成:衛星星座,
地面控制/監控網絡和用戶
接收機設備;
衛星星座包括在軌衛星,
他們向用戶設備提供測距
信號和數據電文;控制段
則對空間的衛星進行跟蹤和維護,保護其健康狀態和
信號完整性;用戶設備即接收機,它處理由衛星發射
的信號以解算用戶的PVT;
高動態環境對接收機的影響
高動態條件即接收機進行PVT解算的環境處于高速度(不低于8km/s)、高加速度(不低于20g)或高加加速度(不低于2g)的運動當中;
在此條件下,一般的接收機無法滿足要求,因為高速率帶來50-100KHz的多普勒頻移,從而導致一般接收機的載波環路失鎖,無法解調出導航電文;并且高動態帶來的多普勒頻率大范圍內的抖動,要求加寬環路帶寬,降低工作信噪比,其代價降低環路跟蹤精度;同時,它也使偽隨機代碼產生動態時延,導致碼環石鎖,因此針對這種場景,接收機必須優化捕獲、跟蹤和PVT解算的算法,這就要求其硬件具備更優化的設計、更高校的性能對其支撐。
高動態接收機的組成
高動態GPS接收機從設備組成上依然由衛星接收天線、衛星接收機及相應的電纜組成;
其接收天線由天線板、低噪聲放大器組成,其作用是將微弱的信號放大到一定電平,并盡量減少引入的噪聲,送給接收機;
接收機主要由接收信道部分、信道處理部分和數據處理部分組成。由此:能否在高動態場景中對微弱的信號成功捕獲并有效處理,這部分的設計是高動態接收機的關鍵技術;
高動態接收機的關鍵技術
多通道并行捕獲:信號處理部分采用FPGA芯片,其中集成24個獨立的相關器、CPU接口、異步通信控制和實時時鐘,這樣,就可并行同步采樣微弱的數字信號(高動態環境下),并在CPU控制下完成碼、載波信號和捕獲和跟蹤,解調出偽距和電文數據;
擴頻編碼模塊和擴頻模塊:擴頻嗎的捕獲能使本地偽碼相位和接收機偽碼相位同步,這樣,便能使用并行相關的技術,在一個偽碼周期完成一次相關運算;(因基礎原因,本部分理解有待后續深入)
高速運算模塊:數據處理單元采用DSP,其包括高速CPU(DSP),運行程序的RAM,存放代碼的flash和接口芯片。它對送來的數據能進行高速的浮點運算,解算并測速;
作者:admin
推薦內容 Recommended
相關內容 Related
- 取代GPS不是北斗的關鍵任務06-21
- 加強南海控制權! 中國在島礁燈06-21
- 十三五北斗產業化路徑敲定 增長空06-21
- 北斗導航定位精度10米內 官曝多個06-21
- 中國驕傲!又一國貨“逆襲”!以06-21
- 中國將升級"北斗"精度提至厘米06-21