本文主要集中于北斗用户机距离零值测试设备的研制,以用于校正由于用户机本身信号传输与处理延时引入的测距误差,提高定位精度。距离零值的测量实质是对系统的信号传输与处理延时的测量,直接序列扩展频谱技术由于其良好的相位易辨别特性而被用于通信信号时延的测量。本文正是用这种方法完成对距离零值的测量。信号时延的测量一般是发端发送一周期性伪随机序列,经被测试系统后,由接收端对伪随机序列进行同步,给出同步指示,比较接收端本地伪随机序列与发端伪随机序列的时延差即为信号传输时延。由于发端设备已在以前的项目完成,这里集中研究收端设备。收端设备包括本振、混频器、滤波器、自动增益控制电路、量化器等模拟前端电路以及基带同步检测电路。本文首先简单的介绍了北斗导航系统的组成、工作原理及特点,本设备研制的意义;接着对混频器、滤波器、自动增益控制电路等模拟前端电路进行了理论分析,对基带同步检测技术进行了理论分析和Matlab仿真;最后,在理论分析的基础上,本文完成了前端模拟电路及基带数字电路的设计、整机PCB板设计、各部分电路及程序调试,最终用该设备对用户机进行了距离零值测量。整个测试设备的关键技术之一为收端的伪随机序列同步检测。为满足同步检测的实时性要求,本文选择了数字匹配滤波器捕获技术。目前的匹配滤波器捕获技术一般有两种方法:一种是零中频(基带)数字匹配滤波器捕获技术;另一种是中频模拟匹配滤波器(例如声表面波SAW器件) 捕获技术。本文提出了在中频用数字匹配滤波器实现捕获的方案,量化位数选为1bit,16倍中频频率(65MHz)采样,并进行了理论分析及matlab仿真,证明该技术的可行性。在电路调试过程中,本文采用捕获检测前端处理电路、时钟信号前后沿采样等技术提高本设备测量精度。 用本设备对用户机的距离零值进行了测量,采用多次测量取统计值的方法,平均值的变化为3ns以内,方差为13ns以内,测试结果达到目标。