本发明涉及导航定位的信 接收技术领域，尤其涉及中国北斗三 与GPS公用频点的实时信 接收方法。
背景技术：
北斗三 卫星导航系统空间段由27颗中地球轨道卫星、5颗同步轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区中免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0.2米/秒；授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息；
2018年11月19日2时7分，我国在西昌卫星发射中心用长征三 乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星，至此，我国北斗三 全球组 基本系统空间星座部署任务圆满完成，标志着中国北斗从区域走向全球迈出了“关键一步”；
北斗三 采用与GPS相同的载波频率和调制方式，但是使用不同的伪随机码和数据编码方式，现有的中国北斗三 与GPS公用频点的实时信 接收方法产生的计算缓存量较大，导致信 接收处理速度较慢，无法满足正常的使用需求，因此，本发明提出中国北斗三 与GPS公用频点的实时信 接收方法，以解决现有技术中的不足之处。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出中国北斗三 与GPS公用频点的实时信 接收方法，通过设置三个射频前端下变频至中频模块，后面的数据采集以及定位信 处理均在软件环境中实现，不再依赖于通用硬件接收机的框架，提高了信 接受及处理速度和稳定性，同行结合实时释放内存的软件处理方法，可以有效降低信 接收处理过程中产生的信息缓存，能够减少计算压力，提高了处理速度和效率。
本发明提出中国北斗三 与GPS公用频点的实时信 接收方法，包括以下步骤：
步骤一：设置三个北斗三 与GPS公用频点的RF射频前端模块；
步骤二：将北斗三 与GPS公用频点实时信 通过同一天线进入三个RF射频前端模块，然后通过A/D转换为中频数字信 ，中频数字信 在FPGA的控制下，被采集到FPGA的内部存储器中，以乒乓方式存储成一定长度的数据块，最后通过USB控制器，按块传输到计算机上；
步骤三：通过数字下变频将A/D转换的中频数字信 搬移至基带，然后通过抽取、滤波完成信道提取任务，同时需要对两路基带信 延时进行校正；
步骤四：设置有多组精密同步单元，用以对基带处理单元的信 进行延时控制，精密同步单元用于为各个射频通道单元提供频谱搬移的频率参考信 ，以及对各个数据存储单元发出数据存储同步控制信 ；
步骤五：通过控制上述步骤四中的各个射频输入单元的输入信 来控制各个射频通道分时单独选通；通过基带处理单元对各个单独射频通路的信 解调得到各个通道的时间时延误差；通过程控延时电路的时钟速度和计数器位数计算各个通道的时延校正值；程控延时电路根据各个通道的时延校正值对各个通道进行时延校正；
步骤六：通过系统计算机接受到的时延校正数据进行软件初始化，读取配置文件，根据配置文件初始化12通道对应的PRN值，其中通道10-12固定为北斗二代通道，而通道1-9固定为GPS通道；读取本地载波查找表文件和CA码查找表文件；
步骤七：启动对应三个RF射频前端模块三个线程，分别为数据读取和基带处理线程、定位处理线程、数据显示线程，并且设置有权限管理系统，通过权限管理系统对三个RF射频前端模块的三个线程进行授权管理；
步骤八：partan3系列FPGA芯片读取哪个RF射频前端模块的数据，则由上位机程序同过USB发送指令控制；FPGA将读取到的2bit中频数据按时间先后由低位到高位合并为1Byte数据，即最先读取到的2bit数据放置在1Byte数据的最低2位；数据以乒乓方式存储到FPGA内部的FIFO中，形成数据块，一个数据块包含4ms的整数倍的数据；当数据存满一个数据块时，提交给USB控制器，USB控制器以Slave FIFO方式从FPGA获得数据，并以块传输方式向计算机传输数据，每次数据传输为一个数据块数据。
进一步改进在于：所述步骤二中北斗二代和GPS公用频点的第一RF射频前端模块Max2741芯片中的两位中频数字信 线、中频采样时钟线以及三根SPI编程接口控制线都分别引出，并连接到Spartan3系列FPGA的可编程I/O口上。
进一步改进在于：所述步骤二中北斗二代和GPS公用频点的第一RF射频前端模块Max2741芯片中的两位中频数字信 线、中频采样时钟线以及三根SPI编程接口控制线都分别引出，并连接到Spartan3系列FPGA的可编程I/O口上。
进一步改进在于：所述步骤二中北斗三 与GPS公用频点实时信 通过同一天线进入三个RF射频前端模块后，需要先经过放大、滤波和下变频，然后再通过A/D转换为中频数字信
进一步改进在于：所述步骤七中按每2bit转换为1字节的方法，将数据块的每个字节分解为4个中频数据，对中频数据进行再采样，使每毫秒的数据长度由N变为L，L为小于n的2的幂次方长度，采样率为N/L，由于采样后的数据长度为2的幂次方，大大减少了FFT的处理时间，在频率域使用圆卷积方法进行相关计算，并将4毫秒的数据块进行非相干叠加，提高信噪比。
进一步改进在于：所述步骤八中USB控制器以Slave FIFO方式从FPGA获得数据后，需要判断软件是否退出，如果退出则停止所有线程，并释放软件占用的存储空间。
本发明的有益效果为：本发明通过设置三个射频前端下变频至中频模块，后面的数据采集以及定位信 处理均在软件环境中实现，不再依赖于通用硬件接收机的框架，提高了信 接受及处理速度和稳定性，同行结合实时释放内存的软件处理方法，可以有效降低信 接收处理过程中产生的信息缓存，能够减少计算压力，提高了处理速度和效率。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
中国北斗三 与GPS公用频点的实时信 接收方法，包括以下步骤：
步骤一：设置三个北斗三 与GPS公用频点的RF射频前端模块；
步骤二：将北斗三 与GPS公用频点实时信 通过同一天线进入三个RF射频前端模块，然后通过A/D转换为中频数字信 ，中频数字信 在FPGA的控制下，被采集到FPGA的内部存储器中，以乒乓方式存储成一定长度的数据块，最后通过USB控制器，按块传输到计算机上，斗二代和GPS公用频点的第一RF射频前端模块Max2741芯片中的两位中频数字信 线、中频采样时钟线以及三根SPI编程接口控制线都分别引出，并连接到Spartan3系列FPGA的可编程I/O口上；北斗二代和GPS公用频点的第一RF射频前端模块Max2741芯片中的两位中频数字信 线、中频采样时钟线以及三根SPI编程接口控制线都分别引出，并连接到Spartan3系列FPGA的可编程I/O口上；北斗三 与GPS公用频点实时信 通过同一天线进入三个RF射频前端模块后，需要先经过放大、滤波和下变频，然后再通过A/D转换为中频数字信 ；
步骤三：通过数字下变频将A/D转换的中频数字信 搬移至基带，然后通过抽取、滤波完成信道提取任务，同时需要对两路基带信 延时进行校正；
步骤四：设置有多组精密同步单元，用以对基带处理单元的信 进行延时控制，精密同步单元用于为各个射频通道单元提供频谱搬移的频率参考信 ，以及对各个数据存储单元发出数据存储同步控制信 ；
步骤五：通过控制上述步骤四中的各个射频输入单元的输入信 来控制各个射频通道分时单独选通；通过基带处理单元对各个单独射频通路的信 解调得到各个通道的时间时延误差；通过程控延时电路的时钟速度和计数器位数计算各个通道的时延校正值；程控延时电路根据各个通道的时延校正值对各个通道进行时延校正。
步骤六：通过系统计算机接受到的时延校正数据进行软件初始化，读取配置文件，根据配置文件初始化12通道对应的PRN值，其中通道10-12固定为北斗二代通道，而通道1-9固定为GPS通道；读取本地载波查找表文件和CA码查找表文件；
步骤七：启动对应三个RF射频前端模块三个线程，分别为数据读取和基带处理线程、定位处理线程、数据显示线程，并且设置有权限管理系统，通过权限管理系统对三个RF射频前端模块的三个线程进行授权管理，按每2bit转换为1字节的方法，将数据块的每个字节分解为4个中频数据，对中频数据进行再采样，使每毫秒的数据长度由N变为L，L为小于n的2的幂次方长度，采样率为N/L，由于采样后的数据长度为2的幂次方，大大减少了FFT的处理时间，在频率域使用圆卷积方法进行相关计算，并将4毫秒的数据块进行非相干叠加，提高信噪比。
步骤八：partan3系列FPGA芯片读取哪个RF射频前端模块的数据，则由上位机程序同过USB发送指令控制；FPGA将读取到的2bit中频数据按时间先后由低位到高位合并为1Byte数据，即最先读取到的2bit数据放置在1Byte数据的最低2位；数据以乒乓方式存储到FPGA内部的FIFO中，形成数据块，一个数据块包含4ms的整数倍的数据；当数据存满一个数据块时，提交给USB控制器，USB控制器以Slave FIFO方式从FPGA获得数据，并以块传输方式向计算机传输数据，每次数据传输为一个数据块数据，USB控制器以Slave FIFO方式从FPGA获得数据后，需要判断软件是否退出，如果退出则停止所有线程，并释放软件占用的存储空间。
本发明通过设置三个射频前端下变频至中频模块，后面的数据采集以及定位信 处理均在软件环境中实现，不再依赖于通用硬件接收机的框架，提高了信 接受及处理速度和稳定性，同行结合实时释放内存的软件处理方法，可以有效降低信 接收处理过程中产生的信息缓存，能够减少计算压力，提高了处理速度和效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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