一种抗多径GPS扩频接收机的码跟踪环路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种改进的抗多径ＧＰＳ扩频接收机的码跟踪环路，其特征在于，包括下述模块：一个用于改变信号频率的抽取器，其输入连接射频部分的数字中频信号，输出分三路分别连接提前、即时和滞后三个相关器的输入端；一个本地伪随机码发生器，其输入连接一个可调延迟器，输出分别连接所述提前相关器；两个１／ｎ码片延迟器，其输出分别连接即时和滞后相关器并用于相应的即时和滞后信号的相关计算；一个残余码相位误差检测器，其输入分别连接提前、即时和滞后三个相关器的输出端，用于产生剩余多径码相位误差，其输出分两路控制信号，分别连接抽取器以控制抽取器的抽取比和可调延迟器用于调整可调延迟器的延迟和偏移实现码相位校正。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种GPS扩频接收机的码跟踪环路。
技术介绍
全球定位系统(GPS)是基于无线电导航的，能够为用户提供精确定位 和定时。用户接收机通过获取视距范围内卫星发射的宽带伪随机编码的测距 信号，然后根据对本地时钟精确的计算，得到信号的实际到达时间，从而确 定与各个卫星的距离。每一颗卫星都使用唯一的伪随机码，用户接收机可以 通过获取和跟踪唯一的伪随机码，区分接收到的一系列GPS卫星的测距信 号。在传统的卫星信号捕获模式中，为正在捕获的卫星信号，对本地产生的 伪随机码进行延迟，把延迟后的本地码和经过多普勒旋转后的接收信号进行 相关，通过确定哪一个延迟本地码的大部分都和接收信号精确相关，从而认 为那个卫星接收时本地产生的伪随机码和接收信号能够同步。 一旦某卫星实 现了同步，该卫星信道进入跟踪模式，该模式中，多普勒旋转了的接收信号 连续地与该卫星的本地码作相关运算，以便确定位置信息，包括(伪范围) 信息。通常用于跟踪伪随机信号的电路是延迟锁相环，它将本地生成的伪随机 信号向前、不变和向后时移，并分别与接收到的信号进行相关比较，根据比 较得出的差值，确定本地码与接收码字在时间上的差值。GPS系统，以及其他许多射频通信系统利用较高频段而被认为是视距系 统，这种系统的最佳工作状态要求收发信机之间一定要有一条充分直接的视 距。而实际上这些系统往往受多径效应的影响，此时接收机必须处理经过多 条不同路径传输的信号。接收信号的多样性来自附加的、典型的不希望的信号路径，包括一次或多次反射。当发射机到接收机的信号路径包含了一次反射，那么这条路径必 定比直接路径长，因此信号传到接收机的时间变长了，从而导致接收机计算 出来的定位结果可能存在误差。当前用在GPS接收机内的抗多径码跟踪环路通常非常复杂且不精确。被时延了的多径分量，导致在该跟踪中使用的相关方程失真，恶化了跟踪码相 位和载波相位估计。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种改进的抗多径GPS扩频接收机的码跟踪 环路，通过残余代码相位误差的检测和计算，减小全球定位系统扩频接收机 中多径衰落引起的附加伪距误差。为达到以上目的，本技术是采取如下技术方案予以实现的 一种抗多经GPS扩频接收机的码跟踪环路，其特征在于，包括下述模块一个用于改变信号频率的抽取器，其输入连接射频部分的数字中频信号，抽取器的输出分三路分别连接提前、即时和滞后三个相关器的输入端；一个本地伪随机码发生器，其输入连接一个可调延迟器，该本地伪随机 码产生器的输出分别连接所述提前相关器；两个1/n码片延迟器，用来生成即时和滞后的本地伪随机码，其输出分 别连接即时和滞后相关器并用于相应的即时和滞后信号的相关计算；一个残余码相位误差检测器，其输入分别连接提前、即时和滞后三个相 关器的输出端，用于产生剩余多径码相位误差，其输出分两路控制信号，分 别连接抽取器以控制抽取器的抽取比和可调延迟器用于调整可调延迟器的延 迟和偏移实现码相位校正；上述方案中，所述的提前、即时和滞后三个相关器分别包括有一个乘法 器和一个积分清零器；超前信号、即时信号和滞后信号分别在其相关器的乘 法器中相乘，并在积分清零器中对相乘结果进行累加，并分成三路送至残余 码相位误差检测器。所述的两个1/n码片延迟器分别为即时1/n码片延迟器和滞后1/n码片延 迟器，即时l/n码片延迟器的输入连接本地伪随机码产生器的输出；滞后l/n 码片延迟器的输入连接即时1/n码片延迟器的输出；两个/n码片延迟器在幵始时取172码片，进入窄相关跟踪之后，调整为l/8码片。所述的抽取器改变信号频率，开始时取4: I，在进入窄相关时调整为l:I c本技术在多径信号处理中，利用抽取器对接收的中频信号进行处理， 接着将它分别与相应的提前、即时和滞后本地码相关器进行相关。当存在多 径失真时，利用对多径剩余码相位误差检测器进行检测和计算，及时调整可 调延迟器的延迟和偏移，从而控制伪随机码发生器产生伪随机码的时间偏移。 同时，应用码相位误差系统产生的间隔控制信号縮小或控制提前和滞后相关 器的间隔以及围绕即时相关的对称性，使即时相关器更精确地追踪码到达的 实际时间。与现有的减小相关间隔技术不同，本技术的码跟踪环路根据 残余码相位估计值可以直接调整到所期望的相关间隔宽度，另外本技术 的优点还在于，先算出误差的符号和量值以便在减小间隔前就减弱多径影响。 此外，本技术还可以调节抽取器的抽取比，使之与码相关间隔同步，使 窄相关时可以使用比较宽的中频带宽。附图说明图1是本技术的的结构框图图2是窄相关跟踪时提前-滞后(E-L)相关器相关间隔的调整过程图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示， 一种抗多经GPS扩频接收机的码跟踪环路，包括下述模块:一个用于改变信号频率的抽取器1，其输入连接射频部分的数字中频信号，抽取器1的输出分三路分别连接提前、即时和滞后三个相关器6、 7、 8的输入端；抽取器改变信号频率开始时取4: 1，在进入窄相关时调整为1: 1;一个本地伪随机码(PRN码)发生器2，其输入连接一个可调延迟器3， 输出分别连接提前相关器6;两个l/n码片延迟器，用来生成即时和滞后的本地伪随机码，其输出分 别连接即时和滞后相关器7、 8，并用于相应的即时和滞后信号的相关计算；两个1/n码片延迟器分别为即时1/n码片延迟器4和滞后1/n码片延迟器5， 即时1/n码片延迟器4的输入连接PRN码发生器2的输出；滞后1/n码片延 迟器5的输入连接即时1/n码片延迟器4的输出；两个1/n码片延迟器在开 始吋取l/2码片，进入窄相关跟踪之后，调整为l/8码片；一个残余码相位误差检测器9，其输入分别连接提前、即时和滞后三个 相关器6、 7、 8的输出端，用于产生剩余多径码相位误差，其输出分两路控 制信号，分别连接抽取器l以控制抽取器的抽取比和可调延迟器3用于调整 可调延迟器的延迟和偏移实现码相位校正。提前、即时和滞后三个相关器6、 7、 8分别包括有一个乘法器和一个积 分清零器I^S;超前信号、即时信号和滞后信号分别在其相关器的乘法器中 相乘，并在积分清零器中对相乘结果进行累加，并分成三路送至残余码相位 误差检测器9。如图1所示，伪随机码生成器的输出作为偏移在提前相关器中应用，与 经过抽取器得到的卫星信号作相关运算。要使即时相关在提前和滞后相关中 间， 一对1/n码片延迟器在提前和滞后相关器之间提供了 2/n码片延迟。即 时相关器用伪随机码生成器经过1/n码片延迟的输出产生了即时相关，这样 即时相关距提前相关有1/n码片的偏移，用于残余码相位误差检测器的估值。 同样地，滞后相关器通过即时相关经过1/n码片延迟的输出产生了滞后相关， 这样滞后相关距即时相关有1/ri码片的偏移，同样将它用于残余码相位误差 检测器的估值。1/n可以是l/2， 1/4， 1/8。由图l中的电路框图，残余码相位误差检测器通过检测超前相关器、即 时相关器和滞后相关器的相关幅度来判断是否存在多径干扰误差。并且如果 检测到了该误差，那么可以通过比较即时相关的幅度与提前、滞后相关从即 时相关对称偏移的相等幅度的比率来算出误差的符号，从而得出码相位校正。 在残余码相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗多经ＧＰＳ扩频接收机的码跟踪环路，其特征在于，包括下述模块：　　　　一个用于改变信号频率的抽取器，其输入连接射频部分的数字中频信号，抽取器的输出分三路分别连接提前、即时和滞后三个相关器的输入端；　　　　一个本地伪随机码发生器，其输入连接一个可调延迟器，该本地伪随机码产生器的输出分别连接所述提前相关器；　　　　两个１／ｎ码片延迟器，用来生成即时和滞后的本地伪随机码，其输出分别连接即时和滞后相关器并用于相应的即时和滞后信号的相关计算；　　　　一个残余码相位误差检测器，其输入分别连接提前、即时和滞后三个相关器的输出端，用于产生剩余多径码相位误差，其输出分两路控制信号，分别连接抽取器以控制抽取器的抽取比和可调延迟器用于调整可调延迟器的延迟和偏移实现码相位校正。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：兰娟，周文益，
申请(专利权)人：西安华迅微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]