一种用于伪卫星时钟同步的电路系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种用于伪卫星时钟同步的电路系统及其工作方法，属于室内定位导航技术领域。

背景技术：

全球定位系统可以为用户提供全天候、不间断、高精度的实时定位、导航和授时信息。但是由于卫星导航信号本质是一种电磁波，容易受到各种干扰，使得接收到的信号较弱。尤其是当gnss接收机在室内工作时，卫星信号受建筑物的影响会大大衰减甚至出现无信号的情况，造成定位精度低或者无法定位。应对这种情况，目前主要的解决方法有wlan辅助定位、umts辅助定位、惯导、红外定位和超声波定位等。这些解决方案各有优点，但仍不够成熟，且难以实现与gnss系统的无缝衔接。伪卫星以其发射功率可控、数量灵活和可随意布设的特点，能够方便地应用在室内、地下停车场等无卫星信号的区域。

在实际应用中，伪卫星系统仅仅停留在理论或者实验阶段，没有得到大范围的推广。其主要原因是，基于伪卫星系统的精确定位，需要准确的伪卫星坐标信息和伪距观测信息。伪卫星坐标信息的获取过程为，首先通过精准测量得到伪卫星坐标位置，然后将其编写到伪卫星的星历中，最终接收机可以通过星历解码获取伪卫星坐标位置。而伪距观测信息需要通过各个伪卫星到接收机的时间差乘以光速得到。只有各个伪卫星的发射时钟精准同步，才能保证接收机到各个伪卫星的伪距观测值的有效性。因此，各伪卫星之间的时钟的同步是伪卫星应用技术中的难点和关键。

由于伪卫星主要用于在卫星信号遮挡地区为用户提供较为准确的定位信息，对授时信息的准确性要求不高，因此只需要给各个伪卫星提供相同的时钟同步信号即可达到应用的要求。现有的时钟同步电路技术需要通过高精度时钟结合已知的信源和伪卫星位置对伪卫星进行时间校准，所需的捕获跟踪及编解码电路消耗资源较多，成本较高；还有一种方法通过主站发射时钟信号和同步信号实现时钟同步，同步信号通过插入特定的码元进行检测实现，该部分也将消耗大量的硬件资源。针对现有的时钟同步方法的不足，必须通过设计一种节约资源的硬件电路系统，实现伪卫星模块的载波信号的同步和信息码调制的同步。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于伪卫星时钟同步的电路系统。

本发明还公开了上述伪卫星时钟同步的电路系统的工作方法。

本发明的技术方案为：

一种用于伪卫星时钟同步的电路系统，包括：一个基准信号源模块和4个及以上的伪卫星信号生成模块；

所述基准信号源模块用于为各个伪卫星信号生成模块提供时钟信息和同步信息，所述时钟信息用于使伪卫星信号生成模块中的时钟恢复电路恢复产生时钟信号，所述同步信息用于使伪卫星信号生成模块中的所述脉冲宽度检测电路检测产生同步信号，所述的4个及以上的伪卫星信号生成模块在时钟信号和同步信号的作用下，发射精确同步的伪卫星信号，伪卫星信号提供给伪卫星用户。

优选的，所述基准信号源模块包括基准信号源、分频器、bpsk调制器和发射电路，所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，所述bpsk调制器为二进制相移键控调制器，作为相位跳变电路，所述基准信号源一路为bpsk调制器提供输入载波信号，基准信号源另一路接入分频器，分频器用于将所述基准信号源输出的信号进行分频，分频器将基准信号源输出的信号分频作为bpsk调制器的调制信号接入bpsk调制器，发射电路包括功率放大器pa和发射天线。

相位跳变电路指基准信号源模块中的bpsk调制电路，可以产生周期性的180°相位跳变。

优选的，所述伪卫星信号生成模块，包括接收电路、时钟恢复电路、脉冲宽度检测电路、信息码生成模块、bpsk调制器和发射电路，

所述接收电路包括低噪声放大器lna、带通滤波器bpf和驱动模块；所述接收电路用于接收基准信号源模块发来的信号，通过低噪声放大器、带通滤波器和驱动电路，提高信号的可用性；

所述时钟恢复电路包括鉴相器pfd、电荷泵chp、环路滤波器lpf和压控振荡器vco，鉴相器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器依次首尾相连，压控振荡器的输出端为时钟恢复电路的输出端，时钟恢复电路的输出信号为卫星载波信号；鉴相器输入端连接接收电路的驱动模块，鉴相器一路输出信号连接至电荷泵，鉴相器另一路up端的信号为脉冲宽度检测电路的输入端，鉴相器另一路up端输出相位误差信号，所述相位误差信号为具有一定宽度的脉冲信号；所述时钟恢复电路利用所述接收电路处理后的信号作为输入参考，通过相位误差反馈对输入参考信号进行时钟恢复，时钟恢复电路的输出频率为卫星载波频率fc的信号，所述时钟恢复电路用于保证各个伪卫星生成模块产生的载波信号同频同相，所述的时钟恢复电路还用于检测输入信号中的相位跳变信息，保证在输出载波信号不受影响的情况下，内部的鉴相器输出相位误差信号，所述相位误差信号为具有一定宽度的脉冲信号。

所述脉冲宽度检测电路包括延时电路和相位比较电路，脉冲宽度检测电路的输入端一路信号连接至相位比较电路、另一路信号连接至延时电路，延时电路输出端连接至相位比较电路，相位比较电路的输出端为脉冲宽度检测电路的输出端；脉冲宽度检测电路的输入信号经过延时电路后形成延时信号；所述脉冲宽度检测电路通过检测所述鉴相器up端的脉冲宽度，在相位跳变时产生负脉冲，达到提取所述的同步信号的目的。

所述信息码生成模块包括星历数据生成模块、伪随机码数据生成模块、与逻辑模块、输出控制模块、分频器1和分频器2，所述星历数据生成模块将伪卫星信号生成模块的坐标位置编写为星历参数、生成所需要的星历信息数据，所述伪随机码生成模块产生与gnss信号兼容的伪随机码；所述分频器1的输入端连接至时钟恢复电路的压控振荡器，分频器1的输出端连接伪随机码数据生成模块，伪随机码数据生成模块用于生成伪随机码，所述分频器2的输入端连接至分频器1，分频器2的输出连接星历数据生成模块，星历数据生成模块用于生成星历数据，星历数据生成模块、伪随机码数据生成模块均连接至所述与逻辑模块，与逻辑模块用于将星历数据和伪随机码进行与运算、生成所述信息码，与逻辑模块输出端连接至输出控制模块，所述输出控制模块与脉冲宽度检测电路的输出端连接，所述输出控制模块的控制信号引自脉冲宽度检测电路的输出信号，输出控制模块的输出端为所述信息码生成模块的输出端，信息码生成模块的输出信号为信息码；所述输出控制模块在所述同步信号的同步下，开始按照频率f0生成信息码，信息码通过bpsk方式调制到所述同频同相的载波上；

所述信息码生成模块的输出端、时钟恢复电路的输出端均连接至bpsk调制器，bpsk调制器与发射电路连接；

所述发射电路包括功率放大器pa和发射天线，所述发射电路用于将bpsk调制器调制好的伪卫星信号通过发射天线发射到待定位空间中，为伪卫星用户提供伪卫星定位信号。

多个伪卫星信号生成模块中的bpsk调制器与基准信号源模块中的bpsk调制器功能一致。所述f0为伪随机码的频率，所述fc为卫星的载波频率。

进一步优选的，所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，其频率为2fc；

分频器用于将所述基准信号源输出的信号进行分频，产生周期为两倍卫星帧周期的信号；

所述基准信号源模块中的bpsk调制器用于产生每隔一个帧周期出现一次180°相位跳变的时钟信号。

优选的，每个伪卫星信号生成模块在布置时需要通过调整，使得各伪卫星信号生成模块与基准信号源模块的距离均完全相等为d，保证各个伪卫星生成模块接收到的时钟信号和同步信号严格同相。

进一步优选的，每个伪卫星信号生成模块中的伪随机码数据生成模块，各个伪随机码数据生成模块分别采用不同的伪随机码。

一种利用上述伪卫星时钟同步的电路系统的工作方法，具体步骤包括：

(1)所述基准信号源模块通过分频器将基准信号源输出的信号分频为周期为两倍卫星帧周期的信号，再通过所述bpsk调制器将基准信号源的信号和分频得到的信号进行bpsk调制，产生每隔一个帧周期相位跳变180°的基准信号，所述基准信号指所述基准信号源模块最终发射出的信号，所述基准信号包含时钟信息和同步信息，所述伪卫星信号生成模块可以从所述基准信号中恢复和检测出时钟信号和同步信号，所述基准信号发送给与基准信号源模块间距完全相等的各个伪卫星信号生成模块，保证各个伪卫星信号生成模块收到的信号严格同频同相；

(2)所述的各个伪卫星信号生成模块接收基准信号源模块发送来的同频同相的基准信号，通过接收电路对收到的信号进行滤波、低噪声放大和信号驱动，增加接收到的信号的可用性；

(3)所述的时钟恢复电路将接收电路处理后的信号作为输入参考信号，利用负反馈的原理进行相位锁定，从而产生所需要的同频同相的卫星载波信号；所述的同频同相信号是指各个伪卫星生成模块用作载波的信号是同频率同相位的信号；

时钟恢复电路中的鉴相器用于输出信号和参考信号的相位比较，并将输出信号和参考信号的相位差值输出，鉴相器和电荷泵均工作在2fc的频率，鉴相器在时钟恢复电路锁定之后输出为周期性的尖峰脉冲，当时钟恢复电路接收到180°相位跳变后，鉴相器会向电荷泵输出一组宽脉冲以平衡相位跳变带来的影响，并保证电路仍然处在锁定状态；

(4)所述的脉冲宽度检测电路通过检测鉴相器up端的输出信号以产生将各颗伪卫星的信息码同时调制到载波上的同步信号；所述脉冲宽度检测电路将鉴相器up端的脉冲信号进行延时处理，再与未延时的原始信号进行与非运算，作为输出标志信号；在系统布置时，调整延时时间，设定检测电路的阈值，保证每次相位跳变时只能检测到最宽的一个脉冲信号，即只产生一个负脉冲信号；检测到负脉冲信号时，将进入步骤(5)；当检测不到负脉冲信号时，输出控制模块不会将信息码调制到载波信号上。此时系统将继续循环检测负脉冲信号，直到出现为止；

(5)所述信息码生成模块中的输出控制模块在接收到脉冲宽度检测电路输出的负脉冲之后，通过bpsk调制器开始将信息码调制到载波信号上，保证各个伪卫星生成模块的初始码相位相同；同时，所述的输出控制模块在分频器1和分频器2的作用下，控制信息码生成模块在接收到第一个同步信号之后，按照频率f0产生输出的信息码，即只需要同步一次，各个伪卫星生成模块就能根据第一个同步信号产生后续的同步信号，保证持续同步发射伪卫星信号；而所述的基准信号源模块产生的相位突变是周期性的，可以用于周期性的同步，减少由于只经过一次同步产生的时钟的偏差，保证系统的稳定性；

(6)所述的伪卫星信号生成模块中的bpsk调制器以时钟恢复电路输出的同频同相的信号为卫星载波信号，以信息码生成模块产生的初始码相位相同的信息码作为调制信号，进行bpsk调制，产生需要的伪卫星信号；所述的同频同相和所述的初始码相位相同均指各个伪卫星信号生成模块之间的信号关系；

(7)所述伪卫星信号生成模块中的发射电路将步骤(6)中bpsk调制器产生的伪卫星信号进行功率放大后，通过天线发射到待定位空间中，为伪卫星用户提供所需要的伪卫星定位信号。

本发明的有益效果为：

1、本发明为解决伪卫星系统中各个伪卫星模块之间的时钟同步问题，通过提出的时钟同步电路系统及其方法，保证各个伪卫星同时发射同频同相的伪卫星信号，提高整个伪卫星系统的定位精度。本发明针对伪卫星系统只需要定位，无需精准授时的特点，伪卫星无需高精度的原子钟，节省了系统的成本。

2.本发明通过设计一种时钟同步的硬件电路系统，进行各颗伪卫星的时钟同步，保证各颗伪卫星发射的伪卫星信号的载波相位和初始码相位相同，提高了伪卫星系统中伪距观测值的准确性。

3.本发明通过一个基准信号源模块为整个伪卫星系统提供参考时钟信息，由与基准信号源模块完全等距的时钟恢复电路进行时钟的恢复，保证了恢复出的载波相位的高精度同步。

4.本发明采用相位跳变结合脉冲宽度检测电路进行同步信号的获取，电路结构较为简单，相比较编解码确定同步信号的方法，节约了硬件资源，提高了初始码相位的精度，进而提高伪卫星定位系统的定位精度。

5.本申请方案整体系统结构简单，无需本地时钟，无需精准授时，信源模块和伪卫星信号模块之间采用无线发射的方式，节省了光纤、监测站和网络管理中心等成本。且本申请方案针对各个伪卫星模块之间的信号同步问题，不仅是原理性的解决方案，而是设计了一种具体的电路级的时钟同步系统。

附图说明

图1是本发明所述伪卫星时钟同步系统的原理框图；

图2是本发明所述的基准信号源模块的电路图；

图3是本发明所述的伪卫星信号生成模块的电路图。

图4是本发明所述的脉冲宽度检测电路的一种实现电路图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步描述，但不限于此：

实施例1

一种用于伪卫星时钟同步的电路系统，以在gps的l1频段的伪卫星系统中的应用为例，包括：基准信号源模块和4个伪卫星信号生成模块，如图1所示。所述基准信号源模块用于为各个伪卫星信号生成模块提供时钟信息和同步信息，所述时钟信息用于使伪卫星信号生成模块中的时钟恢复电路恢复产生时钟信号，所述同步信息用于使伪卫星信号生成模块中的所述脉冲宽度检测电路检测产生同步信号，所述的4个伪卫星信号生成模块在时钟信号和同步信号的作用下，发射精确同步的伪卫星信号，伪卫星信号提供给伪卫星用户。

此处的“时钟信息和同步信息”，并非时钟恢复电路产生的时钟信号和脉冲宽度检测电路产生的同步信号。基准信号源模块通过在载波信号上调制分频后的信号(即提供的同步信息)，脉冲宽度检测电路才能检测出同步信号。时钟信号和同步信号都是伪卫星生成模块中的概念，是基准信号源模块发射出的信号可以使得伪卫星生成模块恢复和检测出时钟信号和同步信号。

所述基准信号源模块包括基准信号源、分频器和bpsk调制器和发射电路，所述基准信号源作为所述bpsk调制器的输入载波信号，所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，所述分频器将所述基准信号源分频作为所述bpsk调制器的调制信号，发射电路包括功率放大器pa和发射天线，如图2所示；所述4个伪卫星信号生成模块，包括接收电路、时钟恢复电路、脉冲宽度检测电路、信息码生成模块、bpsk调制器和发射电路，如图3所示，所述接收电路包括低噪声放大器lna、带通滤波器bpf和驱动模块，所述时钟恢复电路包括鉴相器pfd、电荷泵chp、环路滤波器lpf和压控振荡器vco，所述鉴相器、所述电荷泵、所述环路滤波器和所述压控振荡器首尾相连，所述脉冲宽度检测电路包括延时电路和相位比较电路，所述相位比较电路的一个输入端直接引自脉冲宽度检测电路的输入端，所述相位比较电路的另一个输入端引自脉冲宽度检测电路的输入信号经过延时电路后的延时信号，所述相位比较电路的输出端接到脉冲宽度检测电路的输出端，所述脉冲宽度检测电路的输入信号引自所述鉴相器的up端，所述信息码生成模块包括星历数据生成模块、伪随机码数据生成模块、与逻辑模块、输出控制模块、分频器1和分频器2，所述分频器1的输出连接伪随机码数据生成模块，所述分频器2的输出连接星历数据生成模块，所述与逻辑模块将星历数据和伪随机码进行与运算，生成所述信息码，所述输出控制模块的控制信号引自脉冲宽度检测电路的输出端，所述发射电路包括功率放大器pa和发射天线。

所述基准信号源模块用于为各个伪卫星信号生成模块提供时钟信息和同步信息，所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，其频率为3150.84mhz，所述的分频器用于将所述基准信号源进行分频，产生周期为两倍gps帧周期(60s)的信号，所述的bpsk调制器用于产生每隔一个帧周期(30s)出现一次180°相位跳变的时钟信号；所述的4个伪卫星信号生成模块在布置时需要通过调整，使得各伪卫星信号生成模块与基准信号源模块的距离完全相等为d，如图1所示，保证各个伪卫星生成模块接收到的信号严格同相，所述的4个伪卫星信号生成模块在时钟信号和同步信号的作用下，发射精确同步的伪卫星信号，所述时钟信号是指基准信号源提供的同频同相的基准时钟信号，所述同步信号是指保证各颗伪卫星的信息码同时调制到载波上的同步标志信号，所述接收电路用于接收基准信号源模块发来的信号，通过低噪声放大器、带通滤波器和驱动电路，提高信号的可用性，所述时钟恢复电路利用所述接收电路处理后的信号作为输入参考，通过相位误差反馈对输入参考信号进行时钟恢复，输出频率为卫星载波频率1575.42mhz的信号，所述时钟恢复电路用于保证各个伪卫星生成模块产生的载波信号同频同相，所述的时钟恢复电路还用于检测输入信号中的相位跳变信息，保证在输出载波信号不受影响的情况下，内部的鉴相器输出相位误差信号，所述相位误差信号为具有一定宽度的脉冲信号，所述脉冲宽度检测电路通过检测所述鉴相器up端的脉冲宽度，在相位跳变时产生负脉冲，达到提取所述的同步信号的目的，所述信息码生成模块中的所述星历数据生成模块将伪卫星信号生成模块的坐标位置编写为gps星历参数，生成所需要的gps星历数据，所述的伪随机码生成模块产生与gps信号兼容的伪随机码，且所述的多路伪卫星信号生成模块中的每个模块采用不同的伪随机码，所述输出控制模块在所述同步信号的同步下，开始按照频率1.023mhz生成信息码。将信息码通过bpsk方式调制到所述同频同相的载波上，所述发射电路将调制好的伪卫星信号通过天线发射到待定位空间中，为伪卫星用户提供伪卫星定位信号。

实施例2

一种利用实施例1所述基于gps的l1频段的伪卫星时钟同步的电路系统的工作方法，具体步骤包括：

(1)所述基准信号源模块通过分频器将基准信号源分频为周期为两倍gps帧周期(60s)的信号，再通过所述bpsk调制器将基准信号源的信号和分频得到的信号进行bpsk调制，产生每隔一个帧周期(30s)相位跳变180°的基准信号，并发送给距离基准信号源模块间距完全相等的各个伪卫星信号生成模块，保证各个伪卫星信号生成模块收到的信号严格同频同相。

(2)所述的各个伪卫星信号生成模块接收基准信号源模块发送来的同频同相的信号，通过所述的接收电路对收到的信号进行滤波、低噪声放大和信号驱动，增加接收到的信号的可用性。

(3)所述的时钟恢复电路将接收电路处理后的信号作为输入参考信号，利用负反馈的原理进行相位锁定，从而产生所需要的同频同相的卫星载波频率的载波信号。所述的同频同相信号是指各个伪卫星生成模块用作载波的信号是同频同相信号。

所述的时钟恢复电路中的鉴相器用于输出信号和参考信号的相位比较，并将输出信号和参考信号的相位差值输出。所述鉴相器和电荷泵均工作在3150.84mhz的频率，所述鉴相器在时钟恢复电路锁定之后输出为周期性的尖峰脉冲。当所述时钟恢复电路接收到180°相位跳变后，所述鉴相器会向所述电荷泵输出一组宽脉冲以平衡相位跳变带来的影响，并保证电路仍然处在锁定状态。

(4)所述的脉冲宽度检测电路通过检测鉴相器up端的输出信号以产生将各颗伪卫星的信息码同时调制到载波上的同步信号。所述脉冲宽度检测电路将鉴相器up端的脉冲信号进行延时处理，再与未延时的原始信号进行与非运算，作为输出标志信号。在系统安装时，通过对延时时间的合理调整，可以改变检测电路的阈值，保证每次相位跳变时只能检测到最宽的一个脉冲信号，即只产生一个负脉冲信号。检测到负脉冲信号时，将进入步骤(5)，当检测不到负脉冲信号时，输出控制模块不会将信息码调制到载波信号上。此时系统将继续循环检测负脉冲信号，直到出现为止。

(5)所述信息码生成模块中的所述输出控制模块在接收到脉冲宽度检测电路输出的负脉冲之后，开始将信息码调制到载波信号上，保证各个伪卫星生成模块的初始码相位相同。同时，所述的输出控制模块在分频器1和分频器2的作用下，控制信息码生成模块在接收到第一个同步信号之后，按照频率1.023mhz产生输出的信息码，即只需要同步一次，各个伪卫星生成模块就能根据第一个同步信号产生后续的同步信号，保证持续同步发射伪卫星信号。而所述的基准信号源模块产生的相位突变是周期性的，可以用于周期性的同步，减少由于只经过一次同步产生的时钟的偏差，保证系统的稳定性。

(6)所述的bpsk调制模块以所述时钟恢复电路输出的同频同相的信号为载波信号，以信息码生成模块产生的初始码相位相同的信息码作为调制信号，进行bpsk调制，产生需要的伪卫星信号。所述的同频同相和所述的初始码相位相同均指各个伪卫星信号生成模块之间的信号关系。

(7)所述伪卫星信号生成模块中的发射电路将步骤(6)中所述bpsk调制模块产生的伪卫星信号进行功率放大后，通过天线发射到待定位空间中，为伪卫星用户提供所需要的gps伪卫星定位信号。

实施例3

一种用于伪卫星时钟同步的电路系统，以在北斗的b1频段的伪卫星系统中的应用为例，包括：基准信号源模块和4个伪卫星信号生成模块。所述基准信号源模块包括基准信号源、分频器和bpsk调制器和发射电路，所述基准信号源作为所述bpsk调制器的输入载波信号，所述分频器将所述基准信号源分频作为所述bpsk调制器的调制信号，发射电路包括功率放大器pa和发射天线；所述4个伪卫星信号生成模块，包括接收电路、时钟恢复电路、脉冲宽度检测电路、信息码生成模块、bpsk调制器和发射电路，所述接收电路包括低噪声放大器lna、带通滤波器bpf和驱动模块，所述时钟恢复电路包括鉴相器pfd、电荷泵chp、环路滤波器lpf和压控振荡器vco，所述鉴相器、所述电荷泵、所述环路滤波器和所述压控振荡器首尾相连，所述脉冲宽度检测电路包括延时电路和相位比较电路，所述相位比较电路的一个输入端直接引自脉冲宽度检测电路的输入端，所述相位比较电路的另一个输入端引自脉冲宽度检测电路的输入信号经过延时电路后的延时信号，所述相位比较电路的输出端接到脉冲宽度检测电路的输出端，所述脉冲宽度检测电路的输入信号引自所述鉴相器的up端，所述信息码生成模块包括星历数据生成模块、伪随机码数据生成模块、与逻辑模块、输出控制模块、分频器1和分频器2，所述分频器1的输出连接伪随机码数据生成模块，所述分频器2的输出连接星历数据生成模块，所述与逻辑模块将星历数据和伪随机码进行与运算，生成所述信息码，所述输出控制模块的控制信号引自脉冲宽度检测电路的输出端，所述发射电路包括功率放大器pa和发射天线。

所述基准信号源模块用于为各个伪卫星信号生成模块提供时钟信号和同步信号，所述基准信号源用于产生整个系统的基准时钟信号，其频率为3122.196mhz，所述的分频器用于将所述基准信号源进行分频，产生周期为两倍北斗d1电文主帧周期(60s)的信号，所述的bpsk调制器用于产生每隔一个主帧周期(30s)出现一次180°相位跳变的时钟信号；所述的4个伪卫星信号生成模块在布置时需要通过调整，使得各伪卫星信号生成模块与基准信号源模块的距离完全相等为d，保证各个伪卫星生成模块接收到的信号严格同相，所述的4个伪卫星信号生成模块在时钟信号和同步信号的作用下，发射精确同步的伪卫星信号，所述接收电路用于接收基准信号源模块发来的信号，通过低噪声放大器、带通滤波器和驱动电路，提高信号的可用性，所述时钟恢复电路利用所述接收电路处理后的信号作为输入参考，通过相位误差反馈对输入参考信号进行时钟恢复，输出频率为卫星载波频率1561.098mhz的信号，所述时钟恢复电路用于保证各个伪卫星生成模块产生的载波信号同频同相，所述的时钟恢复电路还用于检测输入信号中的相位跳变信息，保证在输出载波信号不受影响的情况下，内部的鉴相器输出相位误差信号，所述相位误差信号为具有一定宽度的脉冲信号，所述脉冲宽度检测电路通过检测所述鉴相器up端的脉冲宽度，在相位跳变时产生负脉冲，达到提取所述的同步信号的目的，所述信息码生成模块中的所述星历数据生成模块将伪卫星信号生成模块的坐标位置编写为北斗星历参数，生成所需要的北斗星历信息数据，所述的伪随机码生成模块产生与北斗信号兼容的伪随机码，且所述的多路伪卫星信号生成模块中的每个模块采用不同的伪随机码，所述输出控制模块在所述同步信号的同步下，开始按照频率2.046mhz生成信息码。将信息码通过bpsk方式调制到所述同频同相的载波上，所述发射电路将调制好的伪卫星信号通过天线发射到待定位空间中，为伪卫星用户提供伪卫星定位信号。

实施例4

一种利用实施例3所述基于gps的l1频段的伪卫星时钟同步的电路系统的工作方法，具体步骤包括：

(1)所述基准信号源模块通过分频器将基准信号源分频为周期为两倍北斗d1电文主帧周期(60s)的信号，再通过所述bpsk调制器将基准信号源的信号和分频得到的信号进行bpsk调制，产生每隔一个主帧周期(30s)相位跳变180°的基准信号，并发送给距离基准信号源模块间距完全相等的各个伪卫星信号生成模块，保证各个伪卫星信号生成模块收到的信号严格同频同相。

(2)所述的各个伪卫星信号生成模块接收基准信号源模块发送来的同频同相的信号，通过所述的接收电路对收到的信号进行滤波、低噪声放大和信号驱动，增加接收到的信号的可用性。

(3)所述的时钟恢复电路将接收电路处理后的信号作为输入参考信号，利用负反馈的原理进行相位锁定，从而产生所需要的同频同相的卫星载波频率的载波信号。所述的同频同相信号是指各个伪卫星生成模块用作载波的信号是同频同相信号。

所述的时钟恢复电路中的鉴相器用于输出信号和参考信号的相位比较，并将输出信号和参考信号的相位差值输出。所述鉴相器和电荷泵均工作在3122.196mhz的频率，所述鉴相器在时钟恢复电路锁定之后输出为周期性的尖峰脉冲。当所述时钟恢复电路接收到180°相位跳变后，所述鉴相器会向所述电荷泵输出一组宽脉冲以平衡相位跳变带来的影响，并保证电路仍然处在锁定状态。

(4)所述的脉冲宽度检测电路通过检测鉴相器up端的输出信号以产生将各颗伪卫星的信息码同时调制到载波上的同步信号。所述脉冲宽度检测电路将鉴相器up端的脉冲信号进行延时处理，再与未延时的原始信号进行与非运算，作为输出标志信号。在系统安装时，通过对延时时间的合理调整，可以改变检测电路的阈值，保证每次相位跳变时只能检测到最宽的一个脉冲信号，即只产生一个负脉冲信号。检测到负脉冲信号时，将进入步骤(5)，当检测不到负脉冲信号时，输出控制模块不会将信息码调制到载波信号上。此时系统将继续循环检测负脉冲信号，直到出现为止。

(5)所述信息码生成模块中的所述输出控制模块在接收到脉冲宽度检测电路输出的负脉冲之后，开始将信息码调制到载波信号上，保证各个伪卫星生成模块的初始码相位相同。同时，所述的输出控制模块在分频器1和分频器2的作用下，控制信息码生成模块在接收到第一个同步信号之后，按照频率2.046mhz产生输出的信息码，即只需要同步一次，各个伪卫星生成模块就能根据第一个同步信号产生后续的同步信号，保证持续同步发射伪卫星信号。而所述的基准信号源模块产生的相位突变是周期性的，可以用于周期性的同步，减少由于只经过一次同步产生的时钟的偏差，保证系统的稳定性。

(6)所述的bpsk调制模块以所述时钟恢复电路输出的同频同相的信号为载波信号，以信息码生成模块产生的初始码相位相同的信息码作为调制信号，进行bpsk调制，产生需要的伪卫星信号。所述的同频同相和所述的初始码相位相同均指各个伪卫星信号生成模块之间的信号关系。

(7)所述伪卫星信号生成模块中的发射电路将步骤(6)中所述bpsk调制模块产生的伪卫星信号进行功率放大后，通过天线发射到待定位空间中，为伪卫星用户提供所需要的北斗伪卫星定位信号。