[发明专利]基于多核处理器的多模GNSS软件接收机的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，具体涉及基于多核处理器的多模GNSS软件接收机的实现方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)是一个广义的概念，是所有卫星导航定位系统的总称，泛指全球星座、区域星座及相关的星基增强在内的各种系统。主要包括目前美国的GPS卫星全球定位系统和WAAS广域增强系统，俄罗斯的GLONASS全球导航卫星系统，欧盟主导的Galileo卫星导航系统和EGNOS静地卫星导航重叠系统，以及中国正在建设北斗COMPASS卫星导航系统和CWAAS星基增强系统。除了四个全球系统及其增强系统之外，日本和印度等国也在建设自己的区域系统和增强系统，比如日本的QZSS准天顶卫星系统和MSAS多功能卫星增强系统，印度的IRNSS印度无线电导航卫星系统和GAGAN(GPS与GEO静地增强导航)，以及尼日利亚运用通信卫星搭载所实现的NicomSat-1星基增强。

全球卫星导航系统及其产业当前正经历巨大的转变和机遇，GNSS进入了现代化的加速进程，美国宣布GPS将在2020年之前将逐步增加L1，L2，L5民用导航频率段信号，使用新的33颗GPSIII卫星构建高椭圆轨道(HEO)和地球静止轨道(GEO)相结合的新型GPS混合星座。GLONASS也宣布在2017年全部完成更新，升级为GLONASS-M和GLONASS-K系统，定位精度从目前的20m提高到mm级。GALILEO加快了建设脚步，期望在2013年投入使用，定位精度为1m。中国政府也计划2012年完成北斗二代，在轨卫星12颗，覆盖中国及周边地区，实现区域导航，2020年完成北斗三代的建设，提供不少于30颗卫星以实现全球导航。

可以预见不久的将来，天空中将至少出现四个GNSS系统，十几种GNSS信号频率，几十种GNSS信号码以及一百多颗GNSS卫星。如何实现多系统，多星座的兼容性和互操作性成为了接收机急需解决的问题。由于卫星相关和跟踪需求很大的实时运算量，传统的GNSS接收机的基带功能采用全定制ASIC（Application Specific Integrated Circuit）芯片实现，由于全定制的ASIC芯片的内部逻辑功能在流片之后就不能改变，所以一旦接收机生产出来后，在不改变内部电路的情况下，能够跟踪和捕获的信号码就完全固定了，面对新增加的卫星信号，之前的传统接收机都将对这些新增信号无能为力。

为了解决这种情况，有的接收机使用可编程逻辑电路模块如FPGA(Field Programmable Gate Array)和中央处理器CPU(Central Processing Unit)扩展可擦写存储器的方法实现软件升级。接收机上电启动时，可编程逻辑电路将保存在存储器(如EPROM或Flash等）中数据读入，以完成电路的配置。这样的系统能够在不改变硬件结构的情况下对接收机进行升级。

软件无线电的中心思想是把中频采样尽量往天线靠拢，所有的信号处理（如下变频，滤波，FFT运算等）都由CPU运算实现。但是由于这一运算量很大，软件无线电提出的时候CPU的处理能力还不能和专用芯片相提并论，实现起来相当困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供基于多核处理器的多模GNSS软件接收机的实现方法，具体技术方案如下。

基于多核处理器的多模GNSS软件接收机的实现方法，该方法分配N个核用于组成多模GNSS软件接收机，其中一个核作为调度核完成多模GNSS接收机的调度和控制，其余N-1个核作为处理核完成GNSS中频信号处理，N小于或等于处理器的核心数目；所述处理核在调度核控制下，按照多模GNSS接收机中频信号的处理过程，自由组成三种并行处理模块，组成处理模块的处理核对GNSS中频信号并行处理，所述三种并行处理模块包括：

相关运算模块，用于GNSS卫星的载波相位和码相位的搜索以及卫星载波频率的搜索；

卫星通道模块，利用所述相关运算模块的处理结果跟踪GNSS卫星，实现GNSS中频信号的载波剥离和码剥离；

定位解算模块，与所述的卫星通道模块组成数据通道，用于GNSS卫星的伪距处理，实现多模多卫星的联合定位和导航。

上述的实现方法中，所述的相关运算模块由X个处理核通过片上网络组成，个数X由调度核控制；所述的卫星通道模块由Y个处理核通过片上网络组成，个数Y由调度核控制；所述的定位解算模块由Z个处理核核通过片上网络组成，个数Z由调度核控制；同一时刻中，X+Y+Z≤N-1。