一种一体化北斗高精度共视钟差处理装置

技术领域

本发明涉及卫星定位导航技术及时频测量领域中的时间比对技术，设计了一种一体化北斗高精度共视钟差处理装置，可实现北斗信号接收与共视数据的一体化处理，实现共视钟差的实时解算、输出与钟差比对，适用于各类小型化、低功耗应用。

背景技术

卫星共视比对是一种常用的易部署、低成本的远距离时间比对手段，常用于不同地面站之间的溯源比对。目前通常采用接收机、计算机等共同实现，随着技术水平的发展，各类动平台的应用需求更加强烈，然而传统方法具有以下缺点：

1、需要不同种类模块配合使用，集成度低，功耗相对较高；

2、需要单独开发上位机软件用于实现不同模块间数据通信，占用空间大，使用场景具有一定局限性；

3、使用实时测距值、广播星历，钟差计算结果精度较低；

4、共视数据的传输依赖地面网络。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足而提供一种一体化北斗高精度共视钟差处理装置，有效降低占用空间，降低功耗和成本。

本发明采用的技术方案为：

一种一体化北斗高精度共视钟差处理装置，包括：接收天线1、收发天线2、变频单元3、北斗综合处理单元4和时频单元5；

接收天线1用于接收空间导航信号，对空间导航信号进行低噪声放大后输出至变频单元3；

收发天线2用于接收异地的北斗高精度共视钟差处理装置的出站信号，输出至变频单元3，并将北斗综合处理单元4产生的入站信号发送至异地的北斗高精度共视钟差处理装置；

变频单元3用于将输入的空间导航信号和出站信号分别对应下变频至导航中频信号和出站中频信号，将中频信号输出至北斗综合处理单元4；还用于对北斗综合处理单元4产生的入站中频信号进行上变频及放大后形成入站信号输出至收发天线2；

北斗综合处理单元4用于输出伪距测量秒脉冲，同时记录时频单元5发送的秒脉冲相位差值T1；还用于对导航中频信号进行伪距测量、载波相位测量和电文解调，并进行星地钟差高精度解算，记为T2，利用T1对T2进行修正，得到修正后的共视星地共视钟差记为T3，T3＝T2+T1，并将共视星地共视钟差T3进行压缩处理，得到本地共视数据，包括卫星号、仰角、星地共视钟差和频点标识，并形成入站中频信号输出至变频单元3；还用于解调出站中频信号获得异地共视数据，包括北斗高精度共视钟差处理装置发送的卫星号、仰角、星地共视钟差和频点标识，并利用本地及异地共视数据选择相同卫星及频点标识，按照仰角对星地共视钟差进行加权处理，最终获得两地间钟差结果；

时频单元5用于将外部输入的频率和秒脉冲信号输出至北斗综合处理单元4，同时测量外部输入秒脉冲信号与北斗综合处理单元4输出伪距测量秒脉冲间的相位差值T1，并发送至北斗综合处理单元4。

进一步的，北斗综合处理单元4同时进行导航信号处理、星地钟差高精度解算处理，单元内部通过随机存取存储器进行数据交互；

其中，导航信号处理包括解调北斗B1I、B3I、B1C、B2a和B2b信号的伪距、载波相位和星历信息，同时输出伪距测量秒脉冲信号，伪距测量秒脉冲信号与本地伪码起始相位持续对齐，并记录伪距测量秒脉冲信号与外部输入秒脉冲信号的相位差。

进一步的，实现北斗综合处理单元4中星地钟差高精度解算，包括以下步骤：

(1)利用载波相位对伪距进行平滑；

(2)通过精密单点定位服务信号B2b进行卫星码间偏差修正、卫星轨道改正和卫星钟差改正。

本发明相比背景技术具有如下优点：

(1)本发明提出的一体化北斗高精度共视钟差处理装置，解决了共视比对对上位机及有线通信链路的依赖，可独立部署独立使用。

(2)本发明提出的一体化北斗高精度共视钟差处理装置，具有较高的一体化集成度，大幅提高了数据传输效率，具有较强的工程可实现性，具有实用性的特点。

附图说明

图1是本发明的一体化北斗高精度共视钟差处理装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图1来详细说明本发明的实施例。

一种一体化北斗高精度共视钟差处理装置，包括接收天线1、收发天线2、变频单元3、北斗综合处理单元4和时频单元5。

接收天线1用于接收空间导航信号，对空间导航信号进行低噪声放大后输出至变频单元3；

收发天线2用于接收异地的北斗高精度共视钟差处理装置的出站信号，输出至变频单元3，并将北斗综合处理单元4产生的入站信号发送至异地的北斗高精度共视钟差处理装置；

变频单元3用于将输入的空间导航信号和出站信号分别对应下变频至导航中频信号和出站中频信号，将中频信号输出至北斗综合处理单元4；还用于对北斗综合处理单元4产生的入站中频信号进行上变频及放大后形成入站信号输出至收发天线2；

北斗综合处理单元4用于输出伪距测量秒脉冲，同时记录时频单元5发送的秒脉冲相位差值T1；还用于对导航中频信号进行伪距测量、载波相位测量和电文解调，并进行星地钟差高精度解算，记为T2，利用T1对T2进行修正，得到修正后的共视星地共视钟差记为T3，T3＝T2+T1，并将共视星地共视钟差T3进行压缩处理，得到本地共视数据，包括卫星号、仰角、星地共视钟差和频点标识，并形成入站中频信号输出至变频单元3；还用于解调出站中频信号获得异地共视数据，包括北斗高精度共视钟差处理装置发送的卫星号、仰角、星地共视钟差和频点标识，并利用本地及异地共视数据选择相同卫星及频点标识，按照仰角对星地共视钟差进行加权处理，最终获得两地间钟差结果；

进一步的，北斗综合处理单元4同时进行导航信号处理、星地钟差高精度解算处理，单元内部通过随机存取存储器进行数据交互；

其中，导航信号处理包括解调北斗B1I、B3I、B1C、B2a和B2b信号的伪距、载波相位和星历信息，同时输出伪距测量秒脉冲信号，伪距测量秒脉冲信号与本地伪码起始相位持续对齐，并记录伪距测量秒脉冲信号与外部输入秒脉冲信号的相位差。

其中，实现北斗综合处理单元4中星地钟差高精度解算，包括以下步骤：

(1)利用载波相位对伪距进行平滑；

(2)通过精密单点定位服务信号B2b进行卫星码间偏差修正、卫星轨道改正和卫星钟差改正。

时频单元5用于将外部输入的频率和秒脉冲信号输出至北斗综合处理单元4，同时测量外部输入秒脉冲信号与北斗综合处理单元4输出伪距测量秒脉冲间的相位差值T1，并发送至北斗综合处理单元4。