[发明专利]一种卫星接收机高精度载波相位产生装置及方法

说明书

本申请公开了一种卫星接收机高精度载波相位产生装置及方法，涉及信号处理技术领域。该装置及方法基于温补晶振产生载波相位采样时间，利用一个卫星接收通道作为原始相位产生通道，其他接收通道进行卫星捕获、跟踪；任意时刻原始相位产生通道记录载波相位值等于卫星端发射载波相位值，进而通过锁相环载波相位值减去原始相位产生通道载波相位值等于载波相位测量值。同时，通过载波相位补偿、载波相位计数器溢出的处理以及保证输出精度的处理方法，使卫星接收机可以正常准确输出载波相位测量值。

技术领域

本申请涉及信号处理领域，尤其涉及一种卫星接收机高精度载波相位产生装置及方法。

背景技术

载波相位测量值定义为同一时刻的卫星载波信号在卫星端的相位超前在接收机端的相位的量值。载波相位测量值是一个可以表征距离的观测量，卫星接收机与卫星导航星座的载波相位观测方程包括了位置和时间参数，通过解单差、双差载波相位方程可以计算出绝对、相对位置及时间。常用的全球卫星导航系统GPS L1卫星导航信号载波波长约0.19米，北斗导航系统BDS B3卫星导航信号载波波长约0.23米，千分之一周精度的载波相位测量值可以实现毫米级的距离测量，高精度载波相位测量值可以作为原始观测量使计算的位置、时间结果精度也有所提升，因此可以推广应用至高精度定位和授时领域。

现有技术的卫星接收机载波相位测量值，是接收端对卫星发射端0初相位信号接收后的相位值进行识别。对接收端、发射端同步误差会影响载波相位测量值。

发明内容

本申请实施例提供一种卫星接收机高精度载波相位产生装置及方法，以原始相位产生通道为基准，利用多个载波信号接收过程的相位关系得到卫星接收机载波相位测量值，解决现有技术每个通道都要进行同步误差处理的技术问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种卫星接收机高精度载波相位产生方法，包括以下步骤：

设定卫星接收机的一个卫星接收通道作为原始相位产生通道；

所述原始相位产生通道从0度相位开始产生载波相位信息，卫星接收机工作过程中该原始相位产生通道频率锁定；为卫星接收机的其余卫星接收通道分配卫星，进行卫星捕获、跟踪；

当分配卫星的接收通道的锁相环锁定载波信号后，确定锁相环产生的载波相位值，作为卫星发射的载波信号在卫星接收机接收端的相位值；

计算卫星接收机的载波相位测量值：卫星接收机的载波相位测量值＝卫星接收机接收端的相位值-原始相位产生通道记录的载波相位值。

本申请实施例还提出一种卫星接收机高精度载波相位产生装置，用于实现本申请任意一项实施例所述方法，包括数字处理单元、可编程逻辑单元和温补晶振；其中，数字处理单元用于完成卫星接收机的通道控制、载波相位测量值读取及定位计算；所述可编程逻辑单元用于实现GPS、北斗卫星导航信号的通道处理，在数字处理单元的控制下完成信号的捕获、跟踪；可编程逻辑单元同时接收温补晶振的时钟信号，构成时钟生成单元，产生GPS、北斗卫星导航信号的通道所需的时钟信号及载波相位测量值采样信号；所述温补晶振用于提供卫星接收机载波相位产生所需的外部时钟。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：一种卫星接收机中高精度载波相位产生装置及方法，基于温补晶振产生载波相位采样时间，利用一个卫星接收通道作为原始相位产生通道，其他接收通道进行卫星捕获、跟踪；任意时刻原始相位产生通道记录的载波相位值等于卫星端发射载波相位值，因此卫星接收机输出的载波相位测量值＝卫星接收机接收端的相位值-原始相位产生通道载波相位值。这样各个接收通道的同步误差可统一归算在原始相位产生通道的接收机钟差。同时，本发明方法提出了载波相位补偿、载波相位计数器溢出的处理以及保证输出精度的处理方法，在三种条件下接收机可以准确输出载波相位测量值。

附图说明