第二代卫星导航接收机系统方案设计说明V1.2.1

第二代导航接收机－系统方案设计说明V1.2.1@2008上海宇志caspl.cn卫星导航开发平台｜GNSS1版本修订昀新版：V1.2.1完成于2013/04/12替换版本：V1.1.2完成于2011/10/28版权声明©2008，上海宇志通信技术有限公司。非商业用途的复制、转载、摘编、修改、抄袭本文档内容，务必注明出处。提示上海宇志建议客户在决定购买产品或者服务，以及确信任何公开信息之前，阅读有关产品的昀新说明。联系我们上海市杨浦区国定东路275－8号1313B室（绿地汇创国际）Tel/Fax:[phone]Email:[e-mail]在线:174632971电话：[phone]-目录第一部分技术指标说明........................................-3- 1主要技术性能指标..........................................-3- 1.1接收机.......................................................................................................-3- 1.2有源天线...................................................................................................-4- 1.3整机功耗...................................................................................................-4- 2功能......................................................-4- 2.1卫星接收天线...........................................................................................-4- 2.2GPS射频板...............................................................................................-4- 2.3GPS卫星导航基带开发平台...................................................................-5- 1）模式设置输入功能...............................................................................-5- 2）调试信息输出功能...............................................................................-5- 3）定位功能................................................................................................-5- 4）非易失存储功能...................................................................................-5- 5）预测功能................................................................................................-5- 2.4特色............................................................................................................-6- 第二部分第二代GNSS接收机平台方案设计说明...................-7- 1开发验证平台总体方案介绍..................................-7- 2平台各硬件功能模块设计介绍................................-8- 2.1天线单元..................................................................................................-8- 2.2第二代GPS卫星导航平台－硬件平台.................................................-9- 宇志通信GNSSReceiverV2.0Software-Rev1.2.1上海杨浦区国定东路275-8号1313B室电话：[phone]平台各软件功能模块设计介绍...............................-12- 3.1实采样与正交采样分析比较...............................................................-13- 3.1.1实采样分析........................................................................................-13- 3.1.2正交采样分析....................................................................................-15- 3.2快捕理论与实现结构框架...................................................................-18- 3.3相位旋转法来进行数字下变频...........................................................-20- 3.4码跟踪环................................................................................................-21- 3.5窄相关及多点相关值拟合调节抗多径...............................................-24- 3.6载波跟踪环............................................................................................-24- 3.7位同步判决............................................................................................-27- 3.8帧同步判决.............................................................................................-28- 3.9数据解调................................................................................................-30- 3.10伪距测量..............................................................................................-30- 3.11接收机信噪比分析.............................................................................-31- 3.12系统射频前端增益分析.....................................................................-31- 宇志通信GNSSReceiverV2.0Software-Rev1.2.1上海杨浦区国定东路275-8号1313B室电话：[phone]-第一部分技术指标说明1主要技术性能指标1.1接收机频率：1575.42±1.5MHz灵敏度：GPS≥-130dBm通道数：GPS：12（可扩展）定位精度：（相对于秒脉冲时刻）表2：GPS定位精度参数GPS位置水平17.5m高程110m速度水平10.1m/s高程10.15m/s时间秒脉冲100ns注：SAOFFPDOP＝；3秒脉冲：宽度≥1ms的TTL正脉冲、前沿与UTC同步初始定位时间：GPS初始定位时间见表2表2：GPS初始定位时间参数冷启动热启动重捕（10s失锁）时间（s）32101动态性能：见表3表3：GPS接收机动态性能速度加速度高度2000m/s16g不限数据更新率：10Hz快捕模块捕获速度：宇志通信GNSSReceiverV2.0Software-Rev1.2.1上海杨浦区国定东路275-8号1313B室电话：[phone]秒钟内捕获完整32颗星，多谱勒范围为-8KHz~+8KHz数据I/O：2个232电平异步串口1）串口缺省波特率为115200bps2）数据传输格式：NMEA0183格式，自定义二进制格式1个USB2.0高速传输接口工作电压：5V0.2V工作电流：=2A（全温度范围）1.2有源天线类型：GPS有源天线射频插座：SMA/TNC工作电压：5V0.2V工作电流：=50mA（全温度范围）放大系数：36dB噪声系数：2.5dB工作频率：1575.42±1.5MHz1.3整机功耗第二代GPS卫星导航开发平台GNPII1842整机功耗=10.0W2功能2.1卫星接收天线卫星接收天线接收GPS卫星信号，将GPS卫星信号输入到GPS射频板。2.2GPS射频板接受GPSL1信号输入，板上完成L1频段带通滤波，低噪声放大，频综产生，模拟下宇志通信GNSSReceiverV2.0Software-Rev1.2.1上海杨浦区国定东路275-8号1313B室电话：[phone]-变频至IQ正交两路输出，最后通过双通道12位AD采样输出数字中频信号，提供给GPS卫星导航基带开发平台。2.3GPS卫星导航基带开发平台1）模式设置输入功能接收机可通过RS232接口，设置初始位置、北京时间等初始化信息，设置工作状态、控制数据输出等。2）调试信息输出功能通过串口输出UTC/北京时间，定位结果，速度，钟差，各颗卫星的载波相位平滑伪距，多谱勒频率，卫星高度角、方位角和信噪比等到监控界面上，输出星历，历书等形成文件。界面图形化显示卫星顶视分布图、信噪比、接收机运动轨迹、通道相关峰实时监测曲线、载波环和码环环路误差监测曲线等。3）定位功能定位模式可通过软件命令请求，输出参考坐标系：WGS－84。4）非易失存储功能具有非易失存储器，用于保存接收机中间运行结果如导航电文等信息。5）预测功能DSP软件和上位机软件分别具有可见星预测功能，上位机软件提供丰富的可见星预测表格和图形化曲线信息输出。宇