专利名称：一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中频数据采集器，尤其涉及到一种用于全球卫星导航系统 (GNSS)中对GPS信号进行采集的中频数据采集器。
背景技术：
GNSS是Global Navigation Satellite System的缩写，中文译名应为全球导航卫星系统，其定义为全球范围内卫星导航系统的集合，包括已投入使用的美国GPS系统、俄罗斯的GL0NASS系统、中国的Compass (北斗)系统、欧盟的(ialileo系统等。由于GPS系统可以在全球范围内为用户提供全天候的、连续精确的位置、速度、时间等信息，故在定位、导航等领域已经得到了广泛的应用。空间中某点的位置可以通过测量它到空间中一些已知位置点的距离来得到，这也是卫星定位的基本原理。每颗GPS卫星都包含有高精度的晶振和卫星星历，通过提取GPS 卫星星历信息，就能确定每颗GPS卫星在空间的位置，依据卫星定位原理就可以确定空间中某点的位置。为了得到GPS系统所提供的精确的位置、速度、时间等信息，就需要对GPS 卫星信号进行数据采集，根据GPS卫星信号的特点，对采集到的数据进行处理，提取导航电文。由于GPS信号通常采用调制的方式，将低频导航电文调制到高频信号上，通过天线进行发射和接收的。如果直接对其高频信号进行数据采集，即将模拟信号转换为数字信号，这对模数转换器的要求相当的高，通常要求比该高频信号频率还要高的模数转换器(依据乃奎斯特准则)，而高频模数转换器成本比较高，并且高频数据采集对硬件电路要求也相当的高，即使能实现高频数据采集，后续在对GPS信号导航电文的提取的实现上也增加难度。为了降低对硬件、成本和后续信号处理的要求，采用将接收到的GPS信号先转换为中频信号， 再进行数据采集和后续处理。在数据采集过程中，卫星信号是不间断地发送消息的，因此如何快速地将采集到的数据传输给PC机或其他终端进行数据保存、后续处理，即实现无失真地进行数据传输，这也是对该数据采集器的要求之一。整体说就是要求该信号采集器具有成本低、结构简单、精度高、且能实现无失真地传输的特点。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于全球卫星导航系统的中频信号采集器，能够提高精度和性价比，且能无失真地进行采集、传输。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器，其特征在于包括相互连接的射频模块和中频模块，射频模块通过天线接收卫星信号，中频模块通过USB接口与计算机之间进行数据传输，其中，射频模块包括本地振荡信号模块，本地振荡信号模块连接混频模块的一个输入端，与天线相连的低噪放大模块通过滤波模块连接混频模块的另一个输入端，混频模块的输出端连接模数转换模块；中频模块包括控制模块，控制模块分别连接显示模块、晶振、CPLD辅助模块及USB电路，CPLD辅助模块与USB电路相连，中频模块还包括为其及射频模块提供电源的电源模块和射频本地振荡模块所需的基准频率产生模块。优选地，所述射频模块通过天线接口连接所述天线。优选地，所述射频模块与所述中频模块之间通过双排插针实现连接。本实用新型对比现有技术有如下的有益效果本实用新型提供的用于全球卫星导航系统的中频信号采集器，通过射频电路实现高频到中频的转换，并由FPGA实现中频部分相关控制和处理，通过USB将所得到数据传输给PC机进行保存和后续处理，具有电路简单、 成本低、精度高和实现无失真传输的特点，同时，由于采用将高频信号转换为中频信号的方法，降低了后续处理算法的难度，提高后续处理算法的精度。

接口
图ι为本实用新型全球GNSS中频数据采集器整体侧面结构示意图 图2为本实用新型全球GNSS中频数据采集器射频模块结构示意图 图3为本实用新型全球GNSS中频数据采集器中频模块部分结构示意图图中
1控制电路 4 USB电路
7 USB 接口 10第二程序下载端口 13中频模块 16滤波模块 19混频模块
2电源模块 5显示模块
8电源接口 11射频模块 14数据采集器底座 17本地振荡信号模块 20模数转换模块
3 CPLD辅助模块 6射频模块与中频模块
9第一程序下载端口 12天线
15低噪放大模块 18晶振 21天线接口
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。请参见图1，本实用新型提供的用于全球卫星导航系统的中频数据采集器由射频模块11和中频模块13两部分组成。射频模块11与中频模块13通过双排插针6进行连接， 将天线12接入到射频模块11的天线接口 21处，同时把USB传输线接在中频模块13的USB 接口 7处，当接通中频模块13上的电源后，整个中频数据采集器在PC上位机软件控制下， 实现数据采集、传输和进行文件保存。整个全球GNSS中频数据采集器所需要的电源都由中频模块13上的电源模块2来实现，该电源模块2所需要的工作电源由电源接口 8获得。卫星信号经天线由射频模块11上的天线接口 21来接收。结合图2，射频模块11包括本地振荡信号模块17，本地振荡信号模块17连接混频模块19的输入端，与天线2相连的低噪放大模块15通过滤波模块16连接混频模块19的另一个输入端，混频模块19的输出端连接模数转换模块20。射频模块11还包括第一程序下载端口 9及第二程序下载端口 10。其主要功能是将天线12连接到射频模块11中的天线接口 21，将从天线12接收到的卫星信号经低噪放大模块15，射频滤波电路16处理后与本地产生的本振信号17在混频电路19中进行混频，得到IQ两路零中频的信号，将该IQ两路信号经模数转换器20进行数模转换得到所需要传输的数字信号。数字信号由双排插针 6送到中频模块13。 结合图3，中频模块13包括控制模块1，控制模块1分别连接显示模块5、晶振18、 CPLD辅助模块3及USB电路4，CPLD辅助模块3与USB电路4相连，中频模块13还包括为其及射频模块11提供电源的电源模块2。在中频模块13上，所得到的数字信号经过一些处理后，在控制模块1控制下由USB电路4和USB接口 7传输给计算机进行数据保存。数据采集过程还需要借助于计算机上位机软件才能实施。
权利要求1.一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器，其特征在于包括相互连接的射频模块(11)和中频模块(13)，射频模块(11)通过天线(12)接收卫星信号，中频模块(11) 通过USB接口( 7 )与计算机之间进行数据传输，射频模块(11)与中频模块(13)通过双排插针实现信息交换，其中，射频模块(11)包括本地振荡信号模块(17)，本地振荡信号模块(17)连接混频模块(19)的一个输入端，与天线(12)相连的低噪放大模块(15)通过滤波模块(16)连接混频模块(19)的另一个输入端，混频模块(19)的输出端连接模数转换模块(20)，数模转换模块(20)的输出端连接到双排插针(6)，从而实现射频模块(11)与中频模块(13)的信息通信； 中频模块(13)包括控制模块(1)，控制模块(1)分别连接显示模块(5)、晶振(18)、CPLD辅助模块(3)及USB电路⑷，CPLD辅助模块(3)与USB电路(4)相连，中频模块(13)还包括为其及射频模块(11)提供电源的电源模块(2 )。
2.如权利要求1所述的一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器，其特征在于所述射频模块(11)通过天线接口( 21)连接所述天线(12 )。
3.如权利要求1所述的一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器，其特征在于所述射频模块(11)与所述中频模块(13 )之间通过双排插针(6 )实现连接。
4.如权利要求1所述的一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器，其特征在于所述中频模块(13)与计算机之间通过USB数据线实现连接。
专利摘要本实用新型涉及一种用于全球卫星导航系统中的中频数据采集器，其特征在于包括相互连接的射频模块和中频模块，射频模块通过天线接收卫星信号，中频模块通过USB接口与计算机之间进行数据传输。本实用新型对比现有技术有如下的有益效果本实用新型提供的用于全球卫星导航系统的中频信号采集器，通过射频电路实现高频到中频的转换，并由FPGA实现中频部分相关控制和处理，通过USB将所得到数据传输给PC机进行保存和后续处理，具有电路简单、成本低、精度高和实现无失真传输的特点，同时，由于采用将高频信号转换为中频信号的方法，降低了后续处理算法的难度，提高后续处理算法的精度。
文档编号G01S19/36GK202305810SQ201120427848
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者屈义萍, 李娜, 裴帅 申请人:上海全球卫星导航有限公司