[發明專利]信號質量監測方法和裝置

有效

• 申請號: 201110378409.3
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102436000A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 李銳;劉岱;郝小麗;朱衍波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30;G01S19/29
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及衛星導航技術，尤其涉及一種信號質量監測方法和裝置。

背景技術

全球衛星導航系統(Global?Navigation?Satellite?System，簡稱GNSS)應用于民用航空必須滿足國際民航組織規定的性能需求。根據國際GNSS系統的發展狀況，全球定位系統(Global?Positioning?System，簡稱GPS)是現階段唯一可用的導航系統，GPS系統在取消有選擇可用性(Selective?Availability，簡稱SA)后，定位精度為水平13m(95％)，垂直22m(95％)，這僅可以滿足航路到非精密進近飛行階段的精度性能要求，遠遠不能滿足民用航空對導航系統精確性、完好性的要求。衛星導航系統的完好性定義為：當誤差超過告警限時，系統應具有及時告警的能力；完好性風險為精確的定位誤差超出門限而沒有及時告警的概率。導航衛星可能連續數小時廣播錯誤的定位數據而運控系統卻不能監測到，這是民用航空所無法容忍的。因此，要將衛星導航應用于民航領域，必須解決系統完好性不足的問題。

地基增強系統(Ground?Based?Augmentation?Systems，簡稱GBAS)的基本原理是利用定位誤差空間和時間的相關性，認為機載用戶和地面監測站在100km內的定位誤差是相同的，是公共誤差，機載用戶可以通過接收地面站播發的偽距差分校正值和系統完好性信息來提高導航的精度和完好性。GNSS空間信號的完好性是GBAS完好性的重要組成部分。由于GBAS地面監測站和用戶接收機的配置不同，因此GNSS信號異常引起的定位誤差無法通過差分增強技術消除。

GNSS的定位原理是利用導航電文解算出衛星真實位置和接收機到衛星的偽距，并通過解算至少4顆衛星到接收機的三維空間距離方程得到接收機的位置坐標。其中，偽距等于GNSS信號的傳播時間乘以光速，其由真實距離和電離層延時、對流層延時、接收機鐘差等各種誤差項引入的距離組成。接收機對本地產生的擴頻碼和接收GNSS信號的擴頻碼進行相關運算，對上述兩個信號的擴頻碼相乘后累加，當相關值最大時兩個信號完全對齊，就可以解調出發射的擴頻碼信號，該擴頻碼信號包含導航電文，然后通過導航電文和本地擴頻碼可以得到接收信號的發射時間。接收機根據擴頻碼相關函數的對稱性來完成兩信號對齊的。

由于導航系統的接收機采用上述工作原理，因此擴頻碼相關峰對稱是接收機定位解算的基礎。當相關峰的對稱性發生異常時，就必然會引起定位誤差，降低導航系統定位結果的準確性。

發明內容

本發明的第一個方面是提供一種信號質量監測方法，用以解決現有技術中的缺陷，提高導航系統定位準確性。

本發明的另一個方面是提供一種信號質量監測裝置，用以解決現有技術中的缺陷，提高導航系統定位準確性。

本發明的第一個方面是提供一種信號質量監測方法，包括：

監視通道和觀測通道均作為跟蹤通道，同時跟蹤同一衛星并進入穩定跟蹤狀態，接收來自所述衛星的信號；

移動碼片n次，每次向前移動1/n碼片確定一個超前采樣點，獲取所述超前采樣點延遲預設等待時間的采樣數據和所述超前采樣點持續預設累加時間的超前累加值，并且，每次向后移動1/n碼片確定一個滯后采樣點，獲取所述滯后采樣點延遲預設等待時間的采樣數據和所述滯后采樣點持續預設累加時間的滯后累加值，所述n為正整數；

從所述采樣數據中去除抖動值；

對所述采樣數據通過對應的超前累加值或滯后累加值進行歸一化處理；

根據歸一化處理后的采樣數據擬合相關峰曲線；

根據所述相關峰曲線判決信號質量。

如上所述的方法，其中，所述移動碼片n次，每次向前移動1/n碼片確定一個超前采樣點，獲取所述超前采樣點延遲預設等待時間的采樣數據和所述超前采樣點持續預設累加時間的超前累加值，并且，每次向后移動1/n碼片確定一個滯后采樣點，獲取所述滯后采樣點延遲預設等待時間的采樣數據和所述滯后采樣點持續預設累加時間的滯后累加值之后，還包括：

根據最后一個超前累加值和最后一個滯后累加值計算通道噪聲和通道信噪比。

如上所述的方法，其中，所述根據所述相關峰曲線判決信號質量之后還包括：

根據所述判決獲取的信號質量判決結果建立信號質量監測模型

如上所述的方法，其中，所述從所述采樣數據中去除抖動值包括：

對位于相關峰峰腰的超前采樣點和滯后采樣點的采樣數據計算剔除抖動值；