[發(fā)明專(zhuān)利]一種兼容北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS的位同步方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110336549.4
• 申請(qǐng)日: 2011-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103091686A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路衛(wèi)軍;于敦山;張興;黃永燦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S19/24
• 分類(lèi)號(hào): G01S19/24;G01S19/30
• 代理公司: 北京申翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤指衛(wèi)星信號(hào)位同步的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)快速發(fā)展，基于定位的服務(wù)不斷拓展，地球上空可以用于定位的衛(wèi)星數(shù)量正在不斷增多。關(guān)于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global?Navigation?Satellite?System，GNSS)相關(guān)接收技術(shù)的研究與應(yīng)用逐步深入，同時(shí)支持全球定位系統(tǒng)(GPS)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的雙?；蚨嗄＝邮諜C(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成為必然趨勢(shì)。一個(gè)導(dǎo)航定位接收機(jī)通常包括：天線、射頻模塊、基帶模塊和其他應(yīng)用模塊。其中，基帶模塊通常用于完成信號(hào)的同步和導(dǎo)航電文解調(diào)，產(chǎn)生用于定位的測(cè)量值，并根據(jù)測(cè)量值和解調(diào)出的導(dǎo)航電文計(jì)算出導(dǎo)航定位接收機(jī)的所處位置，然后根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議發(fā)送給應(yīng)用模塊，從而實(shí)現(xiàn)為應(yīng)用模塊提供位置、速度或時(shí)間信息。

在以上處理過(guò)程中，找到導(dǎo)航電文的符號(hào)位邊界是信號(hào)同步的重要步驟，是進(jìn)行幀同步和解調(diào)導(dǎo)航電文的基礎(chǔ)。在GPS系統(tǒng)中，每一顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)都由與該衛(wèi)星唯一對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)碼(Pseudo-Random?Noise，PRN)進(jìn)行調(diào)制，偽隨機(jī)碼的周期為1ms，所以經(jīng)偽隨機(jī)碼調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)是周期為1ms的粗碼(CA碼)；每一位導(dǎo)航數(shù)據(jù)信號(hào)都要重復(fù)20次以保證沒(méi)有糾錯(cuò)機(jī)制下的可靠傳輸，GPS數(shù)據(jù)位信號(hào)的周期為20ms。在對(duì)跟蹤環(huán)路輸出的CA碼信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，首先要1000b/s的CA碼信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?0b/s的高低電平分別為+1和-1的導(dǎo)航電文，即要把20個(gè)符號(hào)一致的跟蹤點(diǎn)轉(zhuǎn)化為1位，其關(guān)鍵就是找到輸出序列中的數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)，找到了位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)就實(shí)現(xiàn)了位同步。只有實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)位同步，才能將原始GPS信號(hào)從調(diào)制信號(hào)中解出，進(jìn)行下一步的定位工作。數(shù)據(jù)位同步的目的是提供接收裝置最大能量解調(diào)的時(shí)序同步信號(hào)，該同步信號(hào)的準(zhǔn)確度是影響接收裝置靈敏度最重要的參數(shù)。

對(duì)北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)，采用了和GPS不同的數(shù)據(jù)調(diào)制方式，對(duì)GEO衛(wèi)星，偽隨機(jī)碼的周期也為1ms，但每一個(gè)數(shù)據(jù)位是2ms，和GPS類(lèi)似，在數(shù)據(jù)位內(nèi)部不存在符號(hào)的跳變，在做一些改變后，位同步時(shí)可以采用和GPS類(lèi)似的方法。

對(duì)MEO衛(wèi)星，偽隨機(jī)碼的周期也為1ms，同樣，每一位北斗數(shù)據(jù)信號(hào)都要重復(fù)20次以保證沒(méi)有糾錯(cuò)機(jī)制下的可靠傳輸，與GPS不同的是，每一位當(dāng)中的20ms數(shù)據(jù)采用了NH碼調(diào)制，就是說(shuō)，在每一位數(shù)據(jù)內(nèi)部也存在符號(hào)的跳變，這樣，GPS信號(hào)相同的位同步的方法就不適用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)MEO衛(wèi)星信號(hào)，必須開(kāi)發(fā)新的位同步算法；

發(fā)明內(nèi)容

一種兼容北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的位同步方法，其特征在于，讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)，假設(shè)20種可能的位邊界，生成NH碼剝離碼，對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行NH碼剝離，對(duì)GPS不進(jìn)行該操作。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)，比較檢測(cè)結(jié)果，判定數(shù)據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真實(shí)符號(hào)位邊界。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種兼容北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS信號(hào)位同步方法，所述方法包括：

優(yōu)選的，從跟蹤通道讀取I支路和Q支路的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)每20ms分段的積分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分段，共有20個(gè)不同的相位，其中必有一個(gè)位邊界，但每個(gè)相位均有可能是正確的位邊界。假設(shè)此20個(gè)不同相位為20個(gè)可能的位邊界。各20ms數(shù)據(jù)段上不同相位上數(shù)據(jù)表示為I_i，δ、Q_i，δ，其中i為符號(hào)位序號(hào)，δ＝0，1，2...19為20ms數(shù)據(jù)內(nèi)部相位。

優(yōu)選的，根據(jù)NH碼的不同相位之間的符號(hào)跳變生成剝離碼。具體為：如果在某相位上，NH碼序列有符號(hào)跳變，則設(shè)置剝離碼對(duì)應(yīng)位為-1，如果在該相位上，NH碼序列無(wú)符號(hào)跳變，則設(shè)置剝離碼對(duì)應(yīng)位為1，在假設(shè)的位邊界處，剝離碼為0。

優(yōu)選的，進(jìn)行數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)，采用差分檢測(cè)的方法；對(duì)全球?qū)Ш较到y(tǒng)(GPS)，數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)只在假設(shè)的各可能的位邊界處進(jìn)行；對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)在各可能符號(hào)位的內(nèi)部進(jìn)行，可能的位邊界處數(shù)據(jù)跳變?cè)O(shè)為0。

數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)結(jié)果最大值對(duì)應(yīng)相位為正確的位邊界。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種導(dǎo)航信號(hào)位同步方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式