导航信号跟踪方法、装置及设备、芯片制造方法及图纸

技术编号:38320876 阅读:26 留言:0更新日期:2023-07-29 09:02
本发明专利技术提供一种导航信号跟踪方法、装置及设备、芯片,对接收机天线接收的射频导航信号进行射频前端下变频及中频滤波后得到中频导航信号,其中,副载波的高频分量被滤除;利用载波环压控振荡器在本地复现的载波对中频导航信号进行载波剥离;利用副载波环压控振荡器以副载波频率为基准生成本地复现的副载波和伪码,以同时剥离中频导航信号中的副载波和伪码分别得到副载波相位和伪码的码维相关值;通过伪码维检测器观测码维相关值得到码相位差异,以通过码相位差异调整副载波环压控振荡器的副载波频率;依据副载波相位得到导航信号的伪距观测量。既综合考虑射频前端带限滤波的影响,又能降低接收机环路复杂度,还减少了反馈环路。环路。环路。

【技术实现步骤摘要】
导航信号跟踪方法、装置及设备、芯片


[0001]本专利技术涉及导航数据处理
,具体涉及一种导航信号跟踪方法、装置及设备、芯片。

技术介绍

[0002]一直以来,以美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo系统以及中国BDS为代表的全球卫星导航系统(GNSS)为人们提供着实时、三维、全天候的定位、导航及授时服务。为了提升服务性能,同时与传统导航信号实现频谱分离,新一代的GNSS信号普遍采用二进制偏移载波(BOC)调制。BOC类调制信号给接收终端带来更大测距潜力的同时,也引入了跟踪模糊度问题,即自相关函数出现多峰从而无法保证稳定锁定在主峰。
[0003]针对此问题,多种无模糊跟踪方法被提出。根据看待副载波的视角,无模糊跟踪方法主要分为两类:一维环路结构和二维环路结构。前者将副载波看作是伪码的一部分从而在伪码维一并处理,而后者将副载波当作独立于载波与伪码的第三观测量进行处理。已有研究表明二维环路结构相比一维环路结构具有更大的自由度、更强的鲁棒性以及更高的测距精度。
[0004]现有的二维环路结构跟踪技术主要分为二类:第一类是把副载波当作方波来对待,利用E

L延迟锁定环来跟踪,代表性方法是DET和AC,这类方法的缺点是没有考虑到当副载波频率较大或接收机射频前端带宽有限的影响。第二类是把副载波当作正余弦来对待,利用I

Q锁相环来跟踪,代表性方法是DPE和CSB,这类方法的缺点是接收机环路复杂。
[0005]因此,对于导航信号跟踪,如何综合考虑射频前端带限滤波的影响,又能降低接收机环路复杂度成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]基于上述现状,本专利技术的主要目的在于提供一种导航信号跟踪方法、装置及设备、芯片,以综合考虑射频前端带限滤波的影响,又能降低接收机环路复杂度。
[0007]为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:第一方面,本专利技术实施例公开了一种导航信号跟踪方法,包括:步骤S100,对接收机天线接收的射频导航信号进行射频前端下变频及中频滤波后得到中频导航信号,中频导航信号包含载波、副载波和伪码,其中,副载波的高频分量被滤除;步骤S200,利用载波环压控振荡器在本地复现的载波对中频导航信号进行载波剥离;步骤S300,利用副载波环压控振荡器以副载波频率为基准生成本地复现的副载波和伪码,以同时剥离中频导航信号中的副载波和伪码分别得到副载波相位和伪码的码维相关值;步骤S400,通过伪码维检测器观测码维相关值得到码相位差异,以通过码相位差
异调整副载波环压控振荡器的副载波频率;步骤S500,依据副载波相位得到导航信号的伪距观测量。
[0008]可选地,在步骤S100中,副载波信号仅保留一阶分量,以滤除高频分量。
[0009]可选地,在步骤S200中,载波环压控振荡器通过载波相位估计误差对剥离载波形成闭环;在步骤S300中,副载波环压控振荡器通过副载波相位估计误差对剥离副载波形成闭环,对剥离伪码不形成闭环。
[0010]可选地,在步骤S200中,载波相位估计误差经由环路滤波器和载波环压控振荡器产生下一历元的相位估计值,以形成载波环压控振荡器的闭环;在步骤S300中,副载波相位估计误差经由环路滤波器和副载波环压控振荡器产生下一历元的本地复现副载波频率,以形成副载波环压控振荡器的闭环。
[0011]可选地,步骤S400包括:在预设时长内对码相位差异进行平滑滤波;将滤波后的码相位与预设门限值进行比较;记录超过预设门限值的次数;当超过预设门限值的次数达到阈值时,调整副载波环压控振荡器的副载波频率。
[0012]可选地,在当超过预设门限值的次数达到阈值时,调整副载波环压控振荡器的副载波频率中:当滤波后的码相位大于正的预设门限值时,副载波环压控振荡器的副载波频率增加半个副载波周期所对应的频率;当滤波后的码相位小于负的预设门限值时,副载波环压控振荡器的副载波频率减少半个副载波周期所对应的频率。
[0013]第二方面,本专利技术实施例公开了一种导航信号跟踪装置,包括:中频导航获取模块,用于对接收机天线接收的射频导航信号进行射频前端下变频及中频滤波后得到中频导航信号,中频导航信号包含载波、副载波和伪码,其中,副载波的高频分量被滤除;载波剥离模块,用于利用载波环压控振荡器在本地复现的载波对中频导航信号进行载波剥离;副载波和伪码剥离模块,用于利用副载波环压控振荡器以副载波频率为基准生成本地复现的副载波和伪码,以同时剥离中频导航信号中的副载波和伪码分别得到副载波相位和伪码的码维相关值;副载波频率调整模块,用于通过伪码维检测器观测码维相关值得到码相位差异,以通过码相位差异调整副载波环压控振荡器的副载波频率;伪距观测模块,用于依据副载波相位得到导航信号的伪距观测量。
[0014]可选地,在中频导航获取模块中,副载波信号仅保留一阶分量,以滤除高频分量。
[0015]可选地,在载波剥离模块中,载波环压控振荡器通过载波相位估计误差对剥离载波形成闭环;在副载波和伪码剥离模块中,副载波环压控振荡器通过副载波相位估计误差对剥离副载波形成闭环,对剥离伪码不形成闭环。
[0016]可选地,在载波剥离模块中,载波相位估计误差经由环路滤波器和载波环压控振荡器产生下一历元的相位估计值,以形成载波环压控振荡器的闭环;
在副载波和伪码剥离模块中,副载波相位估计误差经由环路滤波器和副载波环压控振荡器产生下一历元的本地复现副载波频率,以形成副载波环压控振荡器的闭环。
[0017]可选地,副载波频率调整模块包括:平滑滤波单元,用于在预设时长内对码相位差异进行平滑滤波;门限比较单元,用于将滤波后的码相位与预设门限值进行比较;超限记录单元,用于记录超过预设门限值的次数;调整单元,用于当超过预设门限值的次数达到阈值时,调整副载波环压控振荡器的副载波频率。
[0018]可选地,在当超过预设门限值的次数达到阈值时,调整副载波环压控振荡器的副载波频率中:当滤波后的码相位大于正的预设门限值时,副载波环压控振荡器的副载波频率增加半个副载波周期所对应的频率;当滤波后的码相位小于负的预设门限值时,副载波环压控振荡器的副载波频率减少半个副载波周期所对应的频率。
[0019]第三方面,本专利技术实施例公开了一种导航信号跟踪设备,包括:处理器,用于实现上述第一方面公开的方法。
[0020]第四方面,本专利技术实施例公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,存储介质中存储的计算机程序用于被处理器执行实现上述第一方面公开的方法。
[0021]第五方面,本专利技术实施例公开了一种用于导航信号跟踪的芯片,其上具有集成电路,集成电路被设计成用于实现上述第一方面公开的方法。
[0022]依据本专利技术实施例公开的一种导航信号跟踪方法、装置及设备、芯片,对接收机天线接收的射频导航信号进行射频前端下变频及中频滤波后得到中频导航信号,中频导航信号包含载波、副载波和伪码,而副载波的高频分量被滤除,从而可以减小其受到带限滤波的影响,即考虑了当本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导航信号跟踪方法,其特征在于,包括:步骤S100,对接收机天线接收的射频导航信号进行射频前端下变频及中频滤波后得到中频导航信号,所述中频导航信号包含载波、副载波和伪码,其中,副载波的高频分量被滤除;步骤S200,利用载波环压控振荡器在本地复现的载波对所述中频导航信号进行载波剥离;步骤S300,利用副载波环压控振荡器以副载波频率为基准生成本地复现的副载波和伪码,以同时剥离所述中频导航信号中的副载波和伪码分别得到副载波相位和伪码的码维相关值;步骤S400,通过伪码维检测器观测所述码维相关值得到码相位差异,以通过所述码相位差异调整所述副载波环压控振荡器的副载波频率;步骤S500,依据所述副载波相位得到导航信号的伪距观测量。2.如权利要求1所述的导航信号跟踪方法,其特征在于,在所述步骤S100中,所述副载波信号仅保留一阶分量,以滤除高频分量。3.如权利要求1所述的导航信号跟踪方法,其特征在于,在所述步骤S200中,所述载波环压控振荡器通过载波相位估计误差对剥离载波形成闭环;在所述步骤S300中,副载波环压控振荡器通过所述副载波相位估计误差对剥离副载波形成闭环,对剥离伪码不形成闭环。4.如权利要求3所述的导航信号跟踪方法,其特征在于,在所述步骤S200中,所述载波相位估计误差经由环路滤波器和载波环压控振荡器产生下一历元的相位估计值,以形成载波环压控振荡器的闭环;在所述步骤S300中,所述副载波相位估计误差经由环路滤波器和副载波环压控振荡器产生下一历元的本地复现副载波频率,以形成副载波环压控振荡器的闭环。5.如权利要求1

4任意一项所述的导航信号跟踪方法,其特征在于,所述步骤S400包括:在预设时长内对所述码相位差异进行平滑滤波;将滤波后的码相位与预设门限值进行比较;记录超过预设门限值的次数;当超过预设门限值的次数达到阈值时,调整所述副载波环压控振荡器的副载波频率。6.如权利要求5所述的导航信号跟踪方法,其特征在于,在所述当超过预设门限值的次数达到阈值时,调整所述副载波环压控振荡器的副载波频率中:当滤波后的码相位大于正的预设门限值时,副载波环压控振荡器的副载波频率增加半个副载波周期所对应的频率;当滤波后的码相位小于负的预设门限值时,副载波环压控振荡器的副载波频率减少半个副载波周期所对应的频率。7.一种导航信号跟踪装置,其特征在于,包括:中频导航获取模块(100),用于对接收机天线接收的射频导航信号进行射频前端下变频及中频滤波后得到中频导航信号,所述中频导航信号包含载波、副载波和伪码,其中,副载波的高频分量被滤除;
载波剥离模块(200),用于利用载波环压控振荡器在本地复现的载波对所述中频导航信号进行载波剥离;副载波和伪码剥离模块(300),用...

【专利技术属性】
技术研发人员:请求不公布姓名
申请(专利权)人:北京凯芯微科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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