[發明專利]一種輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的系統及方法

有效

• 申請號: 201310090158.8
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103207399A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 高帥和;李勇志;張茂生
• 申請（專利權）人: 成都西科微波通訊有限公司
• 主分類號: G01S19/25
• 分類號: G01S19/25;G01S19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的系統，其特征在于包括：

加速度計組，包括至少六個加速器；加速度計組實時輸出各加速度計所在方向的比力信息；

比力計算單元，通過得到的上述比力獲得載體的線加速度和角加速度信息；

姿態計算單元，通過得到的上述角加速度信息獲得載體的角速度信息；

導航解算單元，通過得到的上述線加速度和角速度信息獲得載體的位置和速度信息；

觀測量轉換單元，用于將載體的位置和速度信息轉換成第一偽距和第一偽距率；

組合信息融合單元，上述第一偽距、第一偽距率結合經GPS天線接收并轉換得到第二偽距和第二偽距率獲得多普勒頻率估計值。

2.根據權利要求1所述的輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的系統，其特征在于：所述加速度計組包括六個加速度計；六個所述加速度計設置在以GPS天線為中心的正方體上；所述加速度計分布在正方體各平面對角線的中點。

3.根據權利要求1或2所述的輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的系統，其特征在于：所述導航解算單元為SINS模塊。

4.一種輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的方法，其特征在于包括以下步驟：

A、通過設置在載體上的加速度計組各加速度計輸出的比力獲得載體的位置和速度信息，并轉換為第一偽距和第一偽距率；

B、設置在載體上的GPS天線接收的GPS信號送入射頻前端經轉換和處理獲得第二偽距和第二偽距率；

C、第一偽距、第一偽距率、第二偽距、第二偽距率結合組合濾波器獲得多普勒頻率估計值，并將上述多普勒頻率估計值作為跟蹤環路的中心頻率輔助跟蹤環路。

5.根據權利要求4所述的輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的方法，其特征在于：上述步驟A包括以下分步驟：

A1、讀取加速度計組各加速度計的比力輸出信息，進行比力計算，獲得載體的線加速度和角加速度信息；

A2、將獲得的角加速度信息經姿態計算獲得載體的角速度信息；

A3、將獲得的線加速度和角速度信息經導航解算獲得載體的位置和速度信息；

A4、將獲得的位置和速度信息經觀測量轉換單元轉換得到第一偽距和第一偽距率。

6.根據權利要求5所述的輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的方法，其特征在于：上述步驟B包括以下分步驟：

B1、GPS天線接收GPS信號并送入射頻前端；

B2、射頻前端將GPS信號通過功率放大、濾波、頻率轉換和模數轉換后轉化為中頻數字信號，并輸送到信號捕獲單元和信號跟蹤單元；

B3、信號捕獲單元根據接收到的中頻數字信號，調節偽碼發生器和本地振蕩器使本地偽碼相位及載波頻率與中頻數字信號的偽碼相位和載波頻率粗略對齊，并將上述本地偽碼相位和載波頻率作為初始化信息輸送給信號跟蹤單元；

B4、信號跟蹤單元的載波數控振蕩器、C/A碼數控振蕩器和載波相位鑒定器根據接收到的初始化信息結合接收到的中頻數字信號，使本地C/A碼相位和載波頻率與中頻數字信號的偽碼相位和載波頻率精確對齊后，獲得載波頻率和C/A碼相位；

B5、位同步和幀同步單元將接收到的信號跟蹤單元的信息進行位同步和幀同步后，獲得第二偽距、第二偽距率信息，并解調出導航電文；上述導航電文中包括GPS衛星星歷，將上述數據送入組合信息融合單元。

7.根據權利要求6所述的輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的方法，其特征在于：上述步驟C包括以下分步驟：

C1、組合信息融合單元接收第一偽距、第一偽距率、第二偽距和第二偽距率信息；

C2、以第一偽距、第二偽距的差和第一偽距率、第二偽距率的差為觀測量，利用組合濾波器得到載體的位置、速度信息，并轉換為C/A碼相位和多普勒頻率估計值f，并將C/A碼相位和多普勒頻率估計值f傳遞給信號跟蹤單元；

C3、信號跟蹤單元以多普勒頻率估計值f作為中心頻率，繼而完成載波環路跟蹤；同時，由公式f/1540得到量輔助完成碼環路跟蹤。

8.根據權利要求4、6或7所述的輔助GPS接收機實現信號平穩跟蹤的方法，其特征在于：所述第一偽距和第一偽距率是根據加速度機組的測量信息經比力計算、姿態計算、導航解算、觀測量轉換得到的載體與GPS衛星之間的距離和距離率。