山东北斗卫星时钟同步系统

    节省了系统的成本。2.本发明通过设计一种时钟同步的硬件电路系统，进行各颗伪卫星的时钟同步，保证各颗伪卫星发射的伪卫星信号的载波相位和初始码相位相同，提高了伪卫星系统中伪距观测值的准确性。3.本发明通过一个基准信号源模块为整个伪卫星系统提供参考时钟信息，由与基准信号源模块完全等距的时钟恢复电路进行时钟的恢复，保证了恢复出的载波相位的高精度同步。4.本发明采用相位跳变结合脉冲宽度检测电路进行同步信号的获取，电路结构较为简单，相比较编解码确定同步信号的方法，节约了硬件资源，提高了初始码相位的精度，进而提高伪卫星定位系统的定位精度。5.本申请方案整体系统结构简单，无需本地时钟，无需精细授时，信源模块和伪卫星信号模块之间采用无线发射的方式，节省了光纤、监测站和网络管理中心等成本。且本申请方案针对各个伪卫星模块之间的信号同步问题，不仅是原理性的解决方案，而是设计了一种具体的电路级的时钟同步系统。附图说明图1是本发明所述伪卫星时钟同步系统的原理框图；图2是本发明所述的基准信号源模块的电路图；图3是本发明所述的伪卫星信号生成模块的电路图。图4是本发明所述的脉冲宽度检测电路的一种实现电路图。淄博正瑞电子成功的闯出一条企业发展之路。山东北斗卫星时钟同步系统

    数字电视可采用同步技术，使得不同地点的多部发射机都同步地发射同样内容的数字电视信号、并且工作在同一频率，即构成单频网（SFN）。单频网系统主要由SFN适配器、GPS同步时钟参考源、数字电视发射机等组成，与多频网系统（MFN）相比，增加了SFN适配器和GPS同步时钟参考源设备。GPS同步时钟参考源是单频网建设中非常有效也是非常必需的一个设备。GPS同步时钟参考源的作用就是方便地提供一个在任何地点都同步的系统时钟10MHz和参考时间信息1PPS。虽然这些也可以通过SDH网络等而得到，但通过GPS是快也是性能较好的一种选择。单频网的技术问题主要为同步问题，主要包括三个同步：频率同步，即所有发射台的载波频率必须相同；时间同步，即各个发射台在同一时间播出同一节目；码元同步，即调制信号的比特率必须同步。上述同步主要通过GPS同步时钟参考源和SFN适配器来解决。HJ5436A系列GPS同步时钟参考源主要有三个功能，一是提供10MHz参考频率，一是提供1秒定时脉冲（1PPS），并且提供CMMBTOD信号及MON监控信号。在锁定状态下频率稳定度可以达到1E-12量级，时间精度达到±50nS。在中心站SFN适配器对输入的TS流进行巨帧处理（MIP），插入时间、信令等信息，然后送入节目分配网络。山东北斗卫星时钟同步系统淄博正瑞电子在行业的影响力逐年提升。

    所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，所述分频器将所述基准信号源分频作为所述bpsk调制器的调制信号，发射电路包括功率放大器pa和发射天线，如图2所示；所述4个伪卫星信号生成模块，包括接收电路、时钟恢复电路、脉冲宽度检测电路、信息码生成模块、bpsk调制器和发射电路，如图3所示，所述接收电路包括低噪声放大器lna、带通滤波器bpf和驱动模块，所述时钟恢复电路包括鉴相器pfd、电荷泵chp、环路滤波器lpf和压控振荡器vco，所述鉴相器、所述电荷泵、所述环路滤波器和所述压控振荡器首尾相连，所述脉冲宽度检测电路包括延时电路和相位比较电路，所述相位比较电路的一个输入端直接引自脉冲宽度检测电路的输入端，所述相位比较电路的另一个输入端引自脉冲宽度检测电路的输入信号经过延时电路后的延时信号，所述相位比较电路的输出端接到脉冲宽度检测电路的输出端，所述脉冲宽度检测电路的输入信号引自所述鉴相器的up端，所述信息码生成模块包括星历数据生成模块、伪随机码数据生成模块、与逻辑模块、输出控制模块、分频器1和分频器2，所述分频器1的输出连接伪随机码数据生成模块，所述分频器2的输出连接星历数据生成模块。

    高速D/A转换电路接收FPGA生成的数字中频并转换为模拟中频信号，本系统设计4路高速D/A转换电路，每一路D/A对应一颗伪卫星中频信号。通过上变频模块把数字中频信号变频成GPSL1频点伪卫星射频信号。射频下变频电路把接收到的伪卫星信号下变频至中频信号。高速A/D转换电路实现对射频下变频电路输出的模拟中频量化采样。接收机信号处理部分完成对信号的捕获、以及实现抗远近效应算法和定位解算。其中DSP实现通道状态检测、可见星搜索、信号、远近效应算法的判断策略和定位解算，FPGA实现信号捕获算法、抗远近效应算法。2系统主要硬件电路设计上变频电路设计上变频电路主要是实现基带模拟中频信号变频至GPSL1频点的射频信号。它是一款包含完整的单片VCO、I和Q下变频混频器和带宽可调的低通滤波射频导航芯片，工作频率范围是925MHz～2175MHz。本文设计的射频下变频电路将天线接收到的伪卫星信号下变频至MHz。射频下变频电路原理图如图3所示。可以满足系统性能要求。图4是A/D转换电路。3系统关键程序设计时钟同步设计为了让接收机获得更准确的频率信号，发射机部分需要对本地恒温晶振进行驯服。利用真实GPS时间信号长稳指标高的优点消除本地恒温晶振长期累积误差。淄博正瑞电子提供更经济的解决方案。

    FPGA接收到DSP传过来的重构干扰信号S(t)，首先与本地载波混频，实现强信号的载波剥离，然后与码环复制的C/A码进行互相关，经过积分后，得到强信号与弱信号互相关结果IWS(t)、QWS(t)。经过干扰抵消便可得到弱信号自相关值。FPGA各个模块功能如下：(1)载波NCO模块。FPGA采用DDS技术产生本地数字载波，在程序中将事先使用MATLAB产生的正余弦幅度值存到FPGA的ROM核中，通过寻址的方式得到需要的载波频率信号。(2)C/A码发生器。码环复制的C/A码同时分享给弱信号相干积分通道和强信号干扰抵消通道。与剥离载波后的强信号相关，实现信号解扩。(3)干扰抵消部分。干扰消除的主要功能是分离出弱信号相关结果中强干扰信号与弱信号互相关结果，得到弱信号自相关值IWW(t)、QWW(t)。其中弱信号相关结果包含弱信号自相关结果和弱信号与干扰信号互相关结果。4测试结果本文设计的室内伪卫星导航定位系统。发射机部分生成了GPSL1频段的4路伪卫星信号，同时对本地恒温晶振驯服，获得更准确的频率信号。接收机部分设计了抗远近效应，使用载波相位进行导航定位。在5m×10m的室内环境多次测试，4颗伪卫星布置在4个角落，利用所设计的接收机进行导航定位。静态测试结果如图9所示。淄博正瑞电子得到市场的一致认可。山东北斗卫星时钟同步系统

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    全球卫星导航系统已在室外运用，但在高楼密集、室内或地下场景等环境下由于信号被遮蔽、衰减严重，接收机难以同时接收到4颗以上的卫星信号进行定位，限制了其应用范围。由于人们对室内定位的需求迫切，因此室内定位技术得到了蓬勃发展，目前主流的室内定位有Wi-Fi、蓝牙、传感器等技术，但是这些技术还不能同时满足高精度室内定位以及室外GNSS系统无缝定位需求。室内伪卫星系统是为满足上述环境中的定位需求而发展的室内定位技术之一[1]。伪卫星定位技术在室内复杂环境中应用具有一定的难度，但其应用前景是非常广阔的。因而设计一款伪卫星作为基站的高精度室内导航定位系统具有重要意义。1系统总体构架本文设计的GPS伪卫星高精度室内定位系统主要由GPS授时接收机、伪卫星基带信号处理部分、高速D/A转换、射频上变频电路、发射天线、接收天线、射频下变频电路、高速A/D转换和接收机基带信号处理部分等模块组成，系统总体构架如图1所示。如图1所示，GPS授时接收机输出的秒脉冲(PPS)作为发射机与真实GPS信号同步的基准，对本地恒温晶振驯服，以获得高稳定度和高精度伪卫星信号。伪卫星基带信号处理部分主要实现GPSL1频点伪卫星导航信号生成。山东北斗卫星时钟同步系统