一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法技术

本发明专利技术涉及一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，包括：获取新增卫星信息；根据所述新增卫星信息推算所述新增卫星的当前的码相位估计值和多普勒频率估计值；将所述新增卫星的当前的码相位估计值和多普勒频率估计值输入跟踪引擎，并根据码相位和多普勒频率的搜索范围调整所述跟踪引擎的控制参数对新增卫星信号进行捕获和跟踪；对所述新增卫星进行电文解码，得到所述新增卫星的广播星历，再结合所述跟踪引擎得到的观测量，对所述新增卫星进行定位解算。本发明专利技术在无需重新设计和流片的基础上实现对新增卫星的支持，大大降低了接收机成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法


[0001]本专利技术涉及卫星
，特别是涉及一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法。

技术介绍

[0002]自从2012年年底，中国北斗导航定位系统完成14颗卫星发射组网后，GNSS芯片、接收机厂商等纷纷完成了对北斗二代卫星导航系统的支持。而北斗三代导航定位系统从2009年启动建设到2020年6月底才完成最后一颗卫星的发射。期间，已经有大量的支持北斗二代卫星的GNSS导航接收机广泛应用人们生活的方方面面，如导航、定位、授时、资产跟踪以及紧急援救等。此外，由于北斗三代的建设周期长，在卫星系统建设期间有很多厂商推出了支持北斗三代卫星的接收机，但是随着三代卫星的持续发射，这些已经量产的芯片或者接收机无法支持后续发射的新卫星，导致实际可以利用的北斗卫星数远远少于天空中可见的北斗卫星数。卫星数量差异会对导航定位的精度会造成显著影响，特别是对于复杂环境，卫星数量是决定定位精度的决定性因素之一。
[0003]图1是GNSS接收机的框架示意图，目前，GNSS接收机捕获流程是通过捕获引擎进行卫星信号的搜索，得到信号粗略的C/A码相位和载波的频率，然后进入跟踪阶段。跟踪引擎根据粗略的C/A码相位和载波的频率信息，通过跟踪环路逐步精细对这两个信号参量的估计，从而得到GNSS信号的测量值，并解调出卫星电文。由于新发射卫星的伪随机码不可预知，也无法提前固化至硬件中，因此无法通过捕获引擎来实现对新增卫星的捕获，因此对于新发射卫星而言，导致了捕获引擎不可用，因此GNSS接收机后续工作也无法进行。
[0004]传统的支持新增卫星的方法是通过重新设计新的芯片来增加对新增卫星的支持，如果仅仅是为了支持新增的卫星进行芯片的重新设计和流片，付出的代价是高昂的，不但增加了芯片成本，而且面世时间长，对产品的推广和销售造成较大的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，在无需重新设计和流片的基础上实现对新增卫星的支持。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，包括以下步骤：
[0007](1)获取新增卫星信息；
[0008](2)根据所述新增卫星信息推算所述新增卫星的当前的码相位估计值和多普勒频率估计值；
[0009](3)将所述新增卫星的当前的码相位估计值和多普勒频率估计值输入跟踪引擎，并根据码相位和多普勒频率的搜索范围调整所述跟踪引擎的控制参数对新增卫星信号进行捕获和跟踪；
[0010](4)对所述新增卫星进行电文解码，得到所述新增卫星的广播星历，再结合所述跟踪引擎得到的观测量，利用所述新增卫星进行定位解算。
[0011]所述步骤(1)中通过电文解析的方式获取新增卫星信息，所述电文解析的方式是通过获取其他现有卫星播发的所述新增卫星的历书信息，然后通过所述新增卫星的历书信息估算所述新增卫星的位置、速度和钟差。
[0012]所述步骤(1)中通过AGNSS辅助的方式获取新增卫星信息，所述AGNSS辅助的方式是通过AGNSS服务器下发所述新增卫星相关的广播星历，然后通过当前的接收机时间来计算所述新增卫星发射时刻的位置、速度以及钟差。
[0013]所述步骤(1)中通过历史信息的方式获取新增卫星信息，所述历史信息的方式是获取所述新增卫星之前已经定位解析到且尚未失效的广播星历，然后通过所述广播星历估算所述新增卫星的位置、速度和钟差。
[0014]所述步骤(2)中通过T
transmit_est
＝T
transmit_Ref
+ΔT
travel_Ref
‑
ΔT
travel_est
推算所述新增卫星的当前的码相位估计值，其中，T
transmit_est
为估计的所述新增卫星的信号发射时间，所述新增卫星的信号发射时间和所述新增卫星的码相位具有对应关系，T
transmit_Ref
为参考卫星的信号发射时间，ΔT
travel_Ref
为参考卫星的信号从参考卫星传播到接收机所需要的时间，ΔT
travel_est
为所述新增卫星的信号从新增卫星传播到接收机所需要的时间。
[0015]所述步骤(2)中通过Doppler
estSat
＝Doppler
RefSat
+f
satDoppler_RefSat
‑
f
satDoppler_estSat
推算所述新增卫星的当前的多普勒频率估计值，其中，Doppler
estSat
表示新增卫星的多普勒频率估计值，Doppler
RefSat
为参考卫星的多普勒频率，f
satDoppler_RefSat
为参考卫星和接收机的相对运动引起的多普勒频移，f
satDoppler_estSat
为所述新增卫星和接收机的相对运动引起的多普勒频移；所述参考卫星为已经处于跟踪状态且观测质量超过阈值的卫星。
[0016]所述步骤(2)中通过T
transmit
＝T
Receiver
‑
ΔT
travel
推算所述新增卫星的当前的码相位估计值，其中，T
transmit
为估计的所述新增卫星的信号发射时间，所述新增卫星的信号发射时间和所述新增卫星的码相位具有对应关系，T
Receiver
当前的接收机时间，ΔT
travel
为所述新增卫星的信号从新增卫星传播到接收机所需要的时间。
[0017]所述步骤(2)中通过Doppler＝
‑
f
satDoppler_i
+f
clkDrift
推算所述新增卫星的当前的多普勒频率估计值，Doppler表示新增卫星的多普勒频率估计值，f
satDoppler_i
为所述新增卫星和接收机的相对运动引起的多普勒频移，f
clkDrift
为接收机钟漂引入的频率偏移。
[0018]所述步骤(3)中的所述码相位的搜索范围由接收机时间模糊度、位置模糊度、以及基于先验信息得到的历书对码相位估计的误差表确定，所述多普勒频率的搜索范围由接收机钟漂模糊度、位置模糊度、速度模糊度以及基于先验信息得到的历书对多普勒频率估计的误差表确定。
[0019]有益效果
[0020]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术通过电文解析、AGNSS辅助或历史信息获取新增的卫星信息，并根据得到的新增卫星信息推算当前的码相位和多普勒估计值，将其作为跟踪引擎的输入信息以捕获卫星信号，从而实现对新增卫星的测量，整个过程无需重新设计和流片，大大降低了接收机成本。
附图说明<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取新增卫星信息；(2)根据所述新增卫星信息推算所述新增卫星的当前的码相位估计值和多普勒频率估计值；(3)将所述新增卫星的当前的码相位估计值和多普勒频率估计值输入跟踪引擎，并根据码相位和多普勒频率的搜索范围调整所述跟踪引擎的控制参数对新增卫星信号进行捕获和跟踪；(4)对所述新增卫星进行电文解码，得到所述新增卫星的广播星历，再结合所述跟踪引擎得到的观测量，利用所述新增卫星进行定位解算。2.根据权利要求1所述的GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过电文解析的方式获取新增卫星信息，所述电文解析的方式是通过获取其他现有卫星播发的所述新增卫星的历书信息，然后通过所述新增卫星的历书信息估算所述新增卫星的位置、速度和钟差。3.根据权利要求1所述的GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过AGNSS辅助的方式获取新增卫星信息，所述AGNSS辅助的方式是通过AGNSS服务器下发所述新增卫星相关的广播星历，然后通过当前的接收机时间来计算所述新增卫星发射时刻的位置、速度以及钟差。4.根据权利要求1所述的GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过历史信息的方式获取新增卫星信息，所述历史信息的方式是获取所述新增卫星之前已经定位解析到且尚未失效的广播星历，然后通过所述广播星历估算所述新增卫星的位置、速度和钟差。5.根据权利要求3或4所述的GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过T
transmit_est
＝T
transmit_Ref
+ΔT
travel_Ref
‑
ΔT
travel_est
推算所述新增卫星的当前的码相位估计值，其中，T
transmit_est
为估计的所述新增卫星的信号发射时间，所述新增卫星的信号发射时间和所述新增卫星的码相位具有对应关系，T
transmit_Ref
为参考卫星的信号发射时间，ΔT
travel_Ref
为参考卫星的信号从参考卫星传播到接收机所需要的时间，ΔT
travel_est
为所述新增卫星的信号从新增卫星传播到接收机所需要的时间。6.根据权利要求2或3所述的GNSS导航接收机卫星扩展支持方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过Dopple...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志成，衡总，刘朝英，屠恩源，
申请(专利权)人：芯与物上海技术有限公司，
类型：发明
国别省市：