公开/公告号CN112698364A
专利类型发明专利
公开/公告日2021-04-23
原文格式PDF
申请/专利权人 成都国星通信有限公司;
申请/专利号CN202011436153.2
申请日2020-12-10
分类号G01S19/30(20100101);G01S19/37(20100101);
代理机构51218 成都金英专利代理事务所(普通合伙);
代理人袁英
地址 611730 四川省成都市高新西区国腾园
入库时间 2023-06-19 10:43:23
技术领域
本发明涉及卫星导航定位领域，尤其涉及一种兼容型现代化GNSS信号测距码生成方法。
背景技术
北斗三号导航系统B1C信号、GPS导航系统现代化L1C信号和Galileo导航系统E1信号为新体制现代化信号，其测距码生成方法不同于以往的Gold码生成方式，其中B1C和L1C信号通过Weil码截断的方式生成，E1信号为Ram码。B1C和L1C信号的导频支路与数据支路测距码周期为10ms，码片长为10230个码片，E1的导频支路和数据支路测距码周期为4ms，码片长为4092个码片。其中，B1C、L1C、E1信号的码环和载波环跟踪的是导频支路，解调电文用的是数据支路。在一个通道中需要同时产生数据支路的测距码和导频支路的测距码，常规方法是数字电路端将导频支路测距码和数据支路测距码存储在Ram中，然后通过查询方式输出；通过配置不同的测距码，一个通道可以兼容三种信号的测距码输出，测距码生成常规方法如图1所示。此种方法每个通道将占用20460bits的存储资源，若跟踪通道为64个，则需要占用64×20460bits数字电路端存储资源。
另一个不利的方面为，由于B1C和L1C信号测距码为Weil码截断的方式产生，Weil码的产生为L序列，若CPU端存储的为L序列，每次通道开启前，都需要计算对应卫星的Weil码，会大量占用CPU计算资源；若CPU端存储的为每颗卫星测距码，将大量占用CPU的存储资源。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼容型现代化GNSS信号测距码生成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种兼容型现代化GNSS信号测距码生成方法，包括以下步骤：
将L序列、相位差、截断点和测距码存储至CPU端；
根据CPU端存储内容对Ram进行写初始化配置；
对Ram进行读操作；
若Ram存储的为L序列，则将L序列输入数字电路端，通过时分复用计算单元产生导频支路测距码和数据支路测距码；
若Ram存储的为测距码，则输出导频支路测距码和数据支路测距码；
其中，所述时分复用计算单元的设计包括以下步骤：
根据L序列对应的测距码的码速率和系统钟工作速率，确定时分复用计算单元每两个码钟之间的时间周期；
计数值0时刻，在码片计数值基础上，加上导频支路相位差作为读地址；从Ram中输出对应的L序列值Lp_w；
计数值1时刻，在码片计数值基础上，将导频支路相位差和截取点相加，然后对L序列的字节长度取模，将模值作为读地址；从Ram中输出对应的L序列值Lp_wp；
计数值2时刻，将Lp_w与Lp_wp异或，得到导频支路测距码；同时，在码片计数值基础上，加上数据支路相位差作为读地址，从Ram中将输出对应的L序列值Ld_w；
计数值3时刻，在码片计数值基础上，将数据支路相位差和截取点相加，然后对L序列的字节长度取模，将模值作为读地址，从Ram中将输出对应的L序列值Ld_wp；
计数值4时刻，将Ld_w与Ld_wp异或，得到数据支路测距码，并进入下一个时间周期。
进一步的，所述L序列包括10243bitsL序列和10223bitsL序列。
进一步的，所述10243bitsL序列用于产生B1C信号的测距码；所述10223bitsL序列用于产生L1C信号的测距码。
进一步的，所述测距码为8184bits测距码，用于产生E1信号的测距码。
进一步的，所述Ram总共为10243bits，所述Ram包括第一部分和第二部分。
进一步的，所述第一部分存储长度为4096bits，存储内容为导频支路测距码。
进一步的，所述第二部分存储长度为6147bits，存储内容为数据支路测距码。
本发明的有益效果：本发明通过将Weil码的生成移植到数字电路端，并用时分复用的方式生成所需的导频支路测距码和数据支路测距码，减少了CPU端的计算量，节约了存储资源。
附图说明
图1是测距码常规生成方法框图。
图2是本发明的测距码生成方式示意图。
图3是本发明中B1C信号测距码生成的时序示意图。
图4是本发明中E1信号测距码生成示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1，如图2所示，为B1C信号测距码的生成过程，包括以下步骤：
将生成B1C信号测距码所需的L序列、相位差和截断点存储至CPU端；
根据CPU端存储内容对Ram进行写初始化配置；
对Ram进行读操作；
将该L序列输入时分复用计算单元，生成导频支路测距码和数据支路测距码。
其中，所述Ram的容量为10243bits，所述B1C信号测距码的L序列的长度为10243bits。
其中，所述Ram分成两部分，第一部分为4096bits，第二部分为6147bits，所述第一部分存储内容为导频支路测距码，所述第二部存储内容为数据支路测距码。
所述L序列输入时分复用计算单元后，生成导频支路测距码和数据支路测距码的过程包括以下步骤：
B1C信号的码速率为1.023MHz，系统钟工作在62MHz，因此，两次读码间隔间有60个时钟，并用计数器0~59表示，时序示意图如图3所示；
1）计数值0时刻，在码片计数值基础上，加上导频支路相位差（w）作为读地址，在计数值1时刻Ram将输出对应的L序列值Lp_w；
2）计数值1时刻，在码片计数值基础上，将导频支路相位差和截取点相加（w+p），然后对10243取模，将模值作为读地址，在计数值2时刻Ram将输出对应的L序列值Lp_wp；
3）计数值2时刻，将Lp_w与Lp_wp异或，即得到导频支路测距码。同时在此时刻，在码片计数值基础上，加上数据支路相位差（w）作为读地址，在计数值3时刻Ram将输出对应的L序列值Ld_w；
4）计数值3时刻，在码片计数值基础上，将数据支路相位差和截取点相加（w+p），然后对10243取模，将模值作为读地址，在计数值4时刻Ram将输出对应的L序列值Ld_wp；
5）计数值4时刻，将Ld_w与Ld_wp异或，即得到数据支路测距码。
其中，L1C信号测距码产生方式与B1C信号测距码相同，生成L1C信号测距码所需的L序列的长度为10223bits，Ram存储大小满足要求，程序复用方式相同。
实施例2，如图4所示，E1信号测距码的生成方法，包括以下步骤：
将E1信号测距码存储至CPU端；
根据CPU端存储内容对Ram进行写初始化配置；
对Ram进行读操作；
输出导频支路测距码和数据支路测距码。
其中，生成导频支路测距码和数据支路测距码包括以下步骤：
1）计数值0时刻，将码片计数值作为读地址，在计数值1时刻Ram将输出E1信号导频支路测距码；
2）计数值1时刻，将码片计数值向上偏移4096作为读地址，在计数值2时刻Ram将输出数据支路测距码。
其中，所述E1信号的码速率为1.023MHz，码长为4092个码片，周期为4ms，通过ICD接口文件对E1信号测距码定义，E1信号测距码只能通过查表方式实现。
本发明每个通道数字电路端只需要10243bits。若跟踪通道为64个，则需要占用64×10243bits的存储资源。同时CPU端只需要存储L序列、相位差（w）、截断点（p）和E1信号测距码；对于B1C、L1C，则不需要存储每个卫星的测距码；常规方法是Weil码生成在CPU端实现，本发明将Weil码生成移植到数字电路端实现，将减小CPU端的计算量和CPU端的存储资源；常规方法将占用两个10230bits的Ram，本发明通过时分复用的方式，最多只需存储10243bits的L序列，节省了数字电路端近一半的存储资源。
本发明通过将Weil码的生成移植到数字电路端，并用时分复用的方式生成所需的导频支路测距码和数据支路测距码，减少了CPU端的计算量，节约了存储资源。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
机译： 高效检测GNSS信号的测距码相关函数
机译： 高效检测GNSS信号的测距码相关函数
机译： GNSS信号测距码相关函数的有效检测
