一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的gps接收裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，包括天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元、微控制單元和電源，所述射頻單元包括射頻模塊、射頻濾波器和晶體振蕩器。其中，GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號經(jīng)天線單元轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)射頻單元進行下變頻處理轉(zhuǎn)換為中頻信號，進一步經(jīng)相關(guān)器單元進行解調(diào)和解擴獲得導(dǎo)航電文，更進一步經(jīng)微控制單元進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實現(xiàn)GPS快速、準確定位，同時該應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置具有電路結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過載、沖擊能力強的優(yōu)點，將其應(yīng)用于常規(guī)彈藥上，可以精確計算出彈藥離地面的距離，進而準確控制彈藥爆炸的高度，提高武器攻擊的精度。
【專利說明】
一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及GPS的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]GPS系統(tǒng)是當前技術(shù)較成熟、完善的定位系統(tǒng)，是能夠體現(xiàn)當今科技發(fā)展與變革的重要成就之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是通信、航天和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛。整個GPS系統(tǒng)主要由導(dǎo)航衛(wèi)星、地面監(jiān)測站和用戶終端三部分組成，其中，用戶終端通常就是GPS接收裝置，在地面只有通過GPS接收裝置才能實現(xiàn)定位。但當前的GPS接收裝置普遍存在體積大、抗干擾能力差、定位不準確的問題，將其應(yīng)用于空間小、工作環(huán)境差、干擾大、定位精度要求高的彈載環(huán)境時，效果不是很理想。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，解決當前的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置體積大，抗干擾能力差，定位不準確，應(yīng)用于彈載環(huán)境時效果不理想的問題。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，包括天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元、微控制單元和電源；
所述天線單元與射頻單元電連接，用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號，并將GPS信號由電磁波信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到射頻單元；
所述射頻單元與相關(guān)器單元電連接，用于對天線單元發(fā)送的GPS電信號進行下變頻處理，獲得GPS中頻信號發(fā)送到相關(guān)器單元，具體包括射頻模塊、射頻濾波器和晶體振蕩器；所述射頻模塊具體包括射頻合成器、三級混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
所述相關(guān)器單元與微控制單元電連接，用于對射頻單元發(fā)送的GPS中頻信號進行解調(diào)和解擴，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元；
所述微控制單元用于對相關(guān)器單元發(fā)送的導(dǎo)航電文進行轉(zhuǎn)換處理，獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)；所述電源與天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元和微控制單元電連接，用于給應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置供電。
[0006]特別地，所述天線單元具體包括天線、天線濾波器和前置放大器。
[0007]特別地，所述微控制單元采用TMS320C6747芯片。
[0008]特別地，所述射頻模塊采用GP2015芯片。
[0009]特別地，所述相關(guān)器單元采用GP2021芯片。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
本發(fā)明所述一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號經(jīng)天線單元轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)射頻單元進行下變頻處理轉(zhuǎn)換為中頻信號，進一步經(jīng)相關(guān)器單元進行解調(diào)和解擴獲得導(dǎo)航電文，更進一步經(jīng)微控制單元進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實現(xiàn)GPS快速、準確定位，同時該應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置具有電路結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過載、沖擊能力強的優(yōu)點，將其應(yīng)用于常規(guī)彈藥上，可以精確計算出彈藥離地面的距離，進而準確控制彈藥爆炸的高度，提高武器攻擊的精度。
【附圖說明】
[0011]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例1提供的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置的原理框圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實施例1提供的射頻模塊的原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
[0014]實施例1
如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例1提供的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置的原理框圖。
[0015]本實施例中，一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置具體包括天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元、微控制單元和電源。
[0016]所述天線單元與射頻單元電連接，接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號，并將GPS信號由電磁波信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到射頻單元，具體包括天線、天線濾波器和前置放大器。其中，天線作為應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置接收GPS信號的第一個器件，它把GPS衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號轉(zhuǎn)換成電信號，考慮整個應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置的體積及天線接收信號的能力，本實施例采用環(huán)狀微帶天線，該天線的截面形狀為圓形，而GPS衛(wèi)星發(fā)射的載波信號是一種右旋圓極化波，故選用的天線的計劃方式為右旋圓極化，環(huán)狀天線全向性好、信號盲區(qū)小。天線將GPS信號由電磁波信號轉(zhuǎn)換成電信號后，該電信號及其微弱，同時其中含有大量雜質(zhì)，故通過天線濾波器濾除干擾信號，并通過前置放大器將信號電流予以放大。
[0017]所述射頻單元與相關(guān)器單元電連接，對天線單元發(fā)送的GPS電信號進行下變頻處理，獲得GPS中頻信號發(fā)送到相關(guān)器單元，具體包括射頻模塊、射頻濾波器和晶體振蕩器，所述射頻濾波器包括一級濾波器和二級濾波器，一級濾波器采用二階的切比雪夫濾波器，二級濾波器采用Mitel公司的聲表面濾波器DW9255。
[0018]如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例1提供的射頻模塊的原理框圖。
[0019]本實施中，射頻模塊具體包括射頻合成器、三級混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。GPS信號經(jīng)天線單元轉(zhuǎn)換的電信號屬于特高頻信號，而在高頻上很難保證良好的噪聲系數(shù)和穩(wěn)定性，故需要對天線單元轉(zhuǎn)換的電信號進行下變頻處理，降低頻率。同時，數(shù)字信號比模擬信號更易于處理，故將降頻后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。本實施例中，GPS信號經(jīng)天線單元轉(zhuǎn)換的電信號和射頻模塊內(nèi)部的第一級混頻器混頻，第一級混頻器的本振頻率來自射頻合成器;第一級混頻后的信號經(jīng)一級濾波器進行濾波后與第二級混頻器混頻，第二級混頻器的本振頻率來自第一級本振信號分頻所得;第二級混頻后的信號經(jīng)二級濾波器進行濾波后與第三級混頻器混頻，第三級混頻器的本振頻率也來自第一級本振信號分頻所得。第三級混頻后的信號經(jīng)射頻模塊自帶的濾波器進行濾波。經(jīng)過三級混頻后的信號通過三次降頻之后降至中頻，該中頻信號進一步經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣量化為數(shù)字信號。為保證整個應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置的定位精度、信號的準確性和穩(wěn)定性，射頻模塊工作時鐘的穩(wěn)定性至關(guān)重要，本實施例射頻模塊的工作時鐘頻率來自晶體振蕩器，具體為高精度溫補型晶體振蕩器TCXO，其利用溫度傳感器感應(yīng)環(huán)境溫度的變化，將溫度的變化量轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€電壓校正信號，然后利用校正信號來修正晶體振蕩器的電抗量，以補償由溫度變化引起的諧振頻率變化，從而穩(wěn)定晶體振蕩器的頻率，進而穩(wěn)定射頻模塊的工作時鐘，有助于應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置鎖定GPS信號。
[0020]所述相關(guān)器單元與微控制單元電連接，對射頻單元發(fā)送的GPS中頻信號進行解調(diào)和解擴，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元。本實施例采用的相關(guān)器單元具體為GP2021芯片。經(jīng)射頻單元降頻后的中頻信號被采樣離散成兩位的數(shù)字信號，一位是幅值位，還有一位是符號位，離散之后的兩路數(shù)字中頻信號傳遞到相關(guān)器單元，通過相關(guān)器單元內(nèi)部的混頻器和相關(guān)器進行載波和偽碼的剝離，剝離降頻之后的中頻載波，真正地把信號降到基帶，從而完成了對射頻單元發(fā)送的GPS中頻信號的解調(diào)和解擴，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元。
[0021]本實施例中，所述微控制單元采用TI公司的浮點型數(shù)字處理器，具體為TMS320C6747芯片，為現(xiàn)有芯片，該芯片內(nèi)置程序也為現(xiàn)有程序。微控制單元通過EMIF接口與相關(guān)器單元連接，對相關(guān)器單元進行讀操作和寫操作，獲取導(dǎo)航譯碼和控制相關(guān)器單元的信號捕獲和跟蹤過程，并對相關(guān)器單元發(fā)送的導(dǎo)航電文進行譯碼，獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實現(xiàn)GPS定位。
[0022]所述電源與天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元和微控制單元電連接，給整個應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置供電。整個應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置需要兩個不同的供電電壓，一個3.3V，一個1.2V，本實施例中采用的電源的具體為德州儀器的TPS73643，工作電壓為5V，整個應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置單元只需要一個5V的外接電源即可。所述TPS73643是可調(diào)電源，可以通過改變外部連接的電阻來調(diào)整它的輸出電壓。
[0023]需要說明的是上述實施例中，天線采用環(huán)狀微帶天線，相關(guān)器單元采用GP2021芯片，微控制單元采用TMS320C6747芯片，上述器件及射頻單元采用的相關(guān)器件均具有體型小巧的特點，從而保證該應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置體積小巧。同時，上述器件均具有響應(yīng)速度快，功耗低，抗干擾能力強，抗過載和沖擊能力強的特點，從而保證應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置具有體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過載、沖擊能力強的優(yōu)點，并能實現(xiàn)GPS快速、準確定位，可做軍用使用。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案，GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號經(jīng)天線單元轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)射頻單元進行下變頻處理轉(zhuǎn)換為中頻信號，進一步經(jīng)相關(guān)器單元進行解調(diào)和解擴獲得導(dǎo)航電文，更進一步經(jīng)微控制單元進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實現(xiàn)GPS快速、準確定位，同時該應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置具有電路結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過載、沖擊能力強的優(yōu)點，將其應(yīng)用于常規(guī)彈藥上，可以精確計算出彈藥離地面的距離，進而準確控制彈藥爆炸的高度，提高武器攻擊的精度。
[0025]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，其特征在于，包括天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元、微控制單元和電源； 所述天線單元與射頻單元電連接，用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號，并將GPS信號由電磁波信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到射頻單元； 所述射頻單元與相關(guān)器單元電連接，用于對天線單元發(fā)送的GPS電信號進行下變頻處理，獲得GPS中頻信號發(fā)送到相關(guān)器單元，具體包括射頻模塊、射頻濾波器和晶體振蕩器；所述射頻模塊具體包括射頻合成器、三級混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 所述相關(guān)器單元與微控制單元電連接，用于對射頻單元發(fā)送的GPS中頻信號進行解調(diào)和解擴，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元； 所述微控制單元用于對相關(guān)器單元發(fā)送的導(dǎo)航電文進行轉(zhuǎn)換處理，獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)；所述電源與天線單元、射頻單元、相關(guān)器單元和微控制單元電連接，用于給應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置供電。2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，其特征在于，所述天線單元具體包括天線、天線濾波器和前置放大器。3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，其特征在于，所述微控制單元采用TMS320C6747芯片。4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，其特征在于，所述射頻模塊采用GP2015芯片。5.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于彈載環(huán)境的GPS接收裝置，其特征在于，所述相關(guān)器單元采用GP2021芯片。
【文檔編號】G01S19/14GK105866799SQ201610400015
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】任朝東
【申請人】成都谷轆信息技術(shù)有限公司