用于個人安全系統的便攜式全球定位系統接收機技術方案

根據本發明專利技術，一種用于個人安全系統的便攜式ＧＰＳ接收機，其特征在于較小的尺寸、重量和功耗。該接收機包括：輸入模塊（１）；包含具有Ｎ個信道（１４）的多通道數字相關器（１３）、微處理器（１５）、用于存儲信號處理程序的ＲＯＭ存儲器（１６）、用于存儲在設備工作在標準模式期間的數據的ＲＡＭ存儲器（１７）的輸出模塊（５）；數據輸入／輸出模塊（１０）；無線電收發器模塊（１１）；基站（１２）；以及在ＧＰＳ信號阻塞期間起作用的ＲＯＭ存儲器（１８）和ＲＡＭ存儲器（１９）。作為模塊（１５）的同相和正交相關器保證ＧＰＳ信號與Ｃ／Ａ碼的Ｋ個拷貝能夠同步相關，將ＧＰＳ的符號的一半移位，并且在等于Ｃ／Ａ碼出現的時間周期內，將相關的結果連續累加。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?用于個人安全系統的便攜式全球定位系統接收機
本專利技術涉及無線電導航領域，更具體地說，涉及個人安全技術系統，該系統能夠根據衛星無線電導航系統的“GPS(全球定位系統)”信號進行定位并且將位置消息以及有關緊急情況的消息傳遞給監控基站。現有工程技術這里所說的個人安全系統是在監控(跟蹤)或控制中使用的跟蹤目標的系統方案。這個分支(涉及觀察人的位置的分支)的發展被GPS信號接收機的開發前景所證明，即，使GPS接收機具有如此整體尺寸、重量和功率消耗以致能夠做成具有個人移動無線通信裝置的便攜式GPS接收機的結構。因此，最重要的任務之一是最大限度地減小整體尺寸、降低功耗以及簡化接收機根據GPS信號進行定位。跟蹤目標(例如運輸工具)的系統(見[1]在德國的申請(DE)3501035，國際分類號G08?G?1/00，1986年7月17日公開；[2]在EPO的申請(EP)0379198，國際分類號G01?S?5/02，G01?S?5/14，1990年7月25日公開；[3]在EPO的申請(EP)0509775，國際分類號G01?S?5/14，1992年4月15日公開；[4]美國專利(US)5319374，國際分類號G01?S?1/24，G01?S?5/02，G01?S?3/02，G04C11/02，1994年6月7日公開)是公知的，其中被跟蹤的目標(運輸工具)配備有根據GPS信號定位的單元以及用于與中心站進行無線電通信的設備，該系統對運輸工具的位置進行監控。根據GPS信號跟蹤運輸工具并且在極端的情況下向跟蹤站傳送關于位置的數據的系統是公知的(例如，見[5]在德國的申請(DE)3839959，國際分類號G08?B?25/00，G08?G?1/123，B60?Q?9/00，H04?Q?7/00，1990年4月12日公開；[6]美國專利(US)5355140，國際分類號G01?S?1/08，G01?S?5/02，1994年10月11日公開；以及[7]PCT申請(WO)93/16452，國際分類號G08G1/123，1993年8月19日公開)。在所說的用于定位的運輸工具跟蹤和調度系統[1-7]中，使用了配有能保-->證將位置數據和報警信號在無線電信道上傳送給跟蹤站的附加單元的標準GPS信號接收機。通常，在這樣的系統中，GPS信號接收機并不必須嚴格要求設備最小化和節省功率，并且在接收GPS信號局部阻塞的情況下，定位任務由例如具有慣性系統要素的集合完成。與運輸工具的情況相反，在個人安全系統中，對于用于定位的GPS信號接收機，可以提出一些附加需求。一方面，將GPS信號接收機放置在無線電話機身內部的必要性被證明是合理的(例如，見[8]在EPO的申請(EP)0528090，國際分類號G01?S?5/00，1993年2月24日公開)。這就提出了最大限度地減小GPS信號接收裝置和其功耗的必要性。另一方面，在GPS信號局部互鎖的情況下，例如運行在“樹葉底下”的條件下，從而僅能利用自空中接收到的無線電信號時，可能提出提供定位的要求。具有通信信道用于傳遞極端情況消息的GPS信號接收機(見[9]PCT申請(WO)97/14057，國際分類號G01?S?5/14，G01?S?1/04，1997年4月17日公開)是公知的，其中有在GPS信號局部互鎖的條件下確保能夠根據GPS信號進行定位的附加裝置。選擇在[9]中所描述的接收機作為原型機。選為原型機的接收機的一般原理圖如圖1所示。見圖1，原型接收機包含普通的GPS信號接收機的輸入單元1，輸入單元1包括：順序連接的射頻信號變換器2，其輸入也是單元1的輸入；用于信號模數轉換的單元3，其輸出也是單元1的輸出；用于信號時鐘和外差頻率控制的形成器4，其參考輸入對應于單元1的控制和參考輸入，這樣，射頻變換器2的外差輸入和單元3的時鐘輸入對應地連接到形成器4的外差和時鐘輸出上。形成器4配備有用于形成時鐘和外差頻率信號的裝置，例如，頻率合成器，它的預先設置的輸入形成了形成器4的控制輸入。頻率合成器的工作來自參考發生器，參考發生器包含在形成器4的結構中。在接收機中，在參考發生器的頻率由提供的外部高穩定信號調諧的情況下，參考發生器配備有相應的調諧單元，例如PAAF單元，其參考輸入形成了形成器4的同步輸入(參考輸入)。原型接收機還包含普通GPS信號接收機的輸出單元5，單元5的信號輸入通過開關6連接到單元3的輸出，單元5的時鐘輸入連接到形成器4的時鐘輸出。開關6的第二輸出順序地連接到用于儲存由單元3形成的信號值樣本的-->聯合存儲器單元7和信號處理器8。存儲器單元7的時鐘輸入連接到形成器4的時鐘輸出。形成器4的控制輸入、開關6的控制輸入以及信號處理器8和單元5的數據輸入-輸出由相應的數據總線連接到判定生成單元9，在判定生成單元9中構成了用于數據處理的微處理器、控制器以及用于儲存程序和輸入數據的存儲器單元。判定生成單元9連接到數據輸入-輸出單元10和無線電收發器單元11，無線電收發器單元11通過鏈接接收機和基站12的通信信道接收信令和數據。在這種情況下，當在形成器4中使用外部信號調諧參考發生器(同步)時，無線電收發器單元11參考信號(同步信號)的輸出連接到形成器4的相應輸入(在圖1上，該連接由點線示出)。數據輸入-輸出單元10可以由例如合適的控制器、鍵盤或顯示器來實現并且單元10配備有接口連接器。無線電收發器單元11可以由調制解調器實現，并且無線電收發器保持與基站12的無線電通信。基站12配備有用于對接收機的報警和定位信息進行信號接收的裝置，還有用于自身形成宇宙飛行器數據、關于接收機位置的大致坐標信息和多普勒頻移數據的裝置，以及用于通過無線電信道向單元11傳送這些數據的裝置。此外，基站12可以配備有實現傳送用于所述的接收機參考發生器頻率調諧的參考信號的裝置。原型接收機的工作情況如下。來自接收天線輸出端的GPS信號到達輸入單元1中的射頻變換器2的輸入，在此處進行降頻的信號調理。因此，使用了包含在變換器2的結構中的、處理來自形成器4相應輸出端的外差信號(Fr)的混頻器。形成器4合成時鐘信號(Ft)和外差頻率(Fr)，為此目的，使用了由參考發生器形成的參考頻率信號，參考發生器位于形成器4的結構中。通過將單元9形成的相應調節碼適用于合成器的控制輸入端，使合成器形成的預先設置值的頻率有效。從射頻變換器2輸出的信號到達信號模數轉換單元3的輸入端，此處，它們將被轉換為數字類型。在模數轉換時，時間采樣率由來自形成器4的時鐘輸出的步調信號(Ft)確定。單元3的輸出信號形成了輸入單元1的輸出信號。-->從輸入單元1輸出的信號到達開關6的輸入，開關6在單元9形成的控制信號的影響下進行工作。在通常的模式中，即，在沒有GPS信號互鎖的情況下，開關6連接單元1與單元5，此時單元5對接收到的GPS信號進行常規的相關處理，包括頻率和延遲信號搜索、代碼跟蹤、跟蹤信號頻率和相位測定、有關宇宙飛行器服務信息的提取和解碼、導航信息的提取(確定無線電導航參數-RNP)。具體來說，這樣實現了在單元5中，位置計算時使用的確定可見衛星噪聲信號相關函數的峰值暫時位置。在單元5中進行的相關處理用由來自形成器4的時鐘輸出的步調信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于個人安全系統的便攜式ＧＰＳ接收機，包括普通ＧＰＳ信號接收機中順序連接的輸入和輸出單元、數據的輸入－輸出單元、用于通過通信信道接收和發送數據的無線電收發器單元；無線電收發器單元將接收機與基站連接，其輸出的參考信號連接到輸入單元的參考輸入；輸出單元的時鐘輸入連接到輸入單元的時鐘輸出；輸入單元包括順序連接的（１）射頻變換器，它的信號輸入是輸入單元的信號輸入，（２）信號的模數轉換單元，它的輸出是輸入單元的信號輸出，（３）時鐘信號和外差頻率形成器，它的參考輸入是輸入單元的參考輸入；時鐘信號和外差頻率形成器的外差輸出連接到信號的射頻變換器的外差輸入，其時鐘輸出為輸入單元的時鐘輸出，連接到信號的模數轉換單元的時鐘輸入，其特征在于：普通ＧＰＳ信號接收機的輸出單元包括Ｎ＝８至１２個并行處理信道的多信道數字相關器，這些并行處理的相關器與微處理器連接，微處理器配有用于存儲信號處理程序的固定存儲器和用于存儲數據的可操作存儲器，用來在沒有ＧＰＳ信號互鎖的標準模式下運行，因此，輸出單元的微處理器由數據交換總線連接到輸入單元的信號時鐘和外差頻率形成器、數據的輸入－輸出單元、無線電收發器單元以及附加的用于存儲信號處理程序的固定存儲器和用于存儲數據和在ＧＰＳ信號互鎖的條件下多信道數字相關器運行樣本的可操作存儲器，多信道數字相關器的Ｎ個信道的每個信道配有Ｋ個同相和Ｋ個正交相關器，其中，Ｋ＝２０至４０，這些相關器與相應的存儲單元連接，以保證ＧＰＳ信號與Ｃ／Ａ碼的Ｋ個拷貝能夠同步相關，將ＧＰＳ的Ｃ／Ａ碼的數字的一半移位，在等于Ｃ／Ａ碼出現的時間內，將相關的結果連續累加。...

【技術特征摘要】
1.一種用于個人安全系統的便攜式GPS接收機，包括普通GPS信號接收機中順序連接的輸入和輸出單元、數據的輸入-輸出單元、用于通過通信信道接收和發送數據的無線電收發器單元；無線電收發器單元將接收機與基站連接，其輸出的參考信號連接到輸入單元的參考輸入；輸出單元的時鐘輸入連接到輸入單元的時鐘輸出；輸入單元包括順序連接的(1)射頻變換器，它的信號輸入是輸入單元的信號輸入，(2)信號的模數轉換單元，它的輸出是輸入單元的信號輸出，(3)時鐘信號和外差頻率形成器，它的參考輸入是輸入單元的參考輸入；時鐘信號和外差頻率形成器的外差輸出連接到信號的射頻變換器的外差輸入，其時鐘輸出為輸入單元的時鐘輸出，連接到信號的模數轉換單元的時鐘輸入，其特征在于：普通GPS信號接收機的輸出單元包括N＝8至12個并行處理信道的多信道數字相關器，這些并行處理的相關器與微處理器連接，微處理器配有用于存儲信號處理程序的固定存儲器和用于存儲數據的可操作存儲器，用來在沒有GPS信號互鎖的標準模式下運行，因此，輸出單元的微處理器由數據交換總線連接到輸入單元的信號時鐘和外差頻率形成器、數據的輸入-輸出單元、無線電收發器單元以及附加的用于存儲信號處理程序的固定存儲器和用于存儲數據和在GPS信號互鎖的條件下多信道數字相關器運行樣本的可操作存儲器，多信道數字相關器的N個信道的每個信道配有K個同相和K個正交相關器，其中，K＝20至40，這些相關器與相應的存儲單元連接，以保證GPS信號與C...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安德烈L羅格，維克托I馬拉欣，弗拉迪米爾N伊萬諾夫，丹尼斯G波維雷尼，米克黑爾J西林，瑟蓋B皮薩雷夫，博里斯D費多托夫，博里斯V謝博謝維奇，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]