[發明專利]基于合成相關函數的MBOC調制信號無模糊多徑抑制方法

有效

• 申請號: 201310303397.7
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103424754A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 沈鋒;劉明凱;徐定杰;祝麗業;劉博;范岳;李強;賀瑞;宋金陽;富振鐸
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/22
• 分類號: G01S19/22
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

技術領域

本發明涉及一種基于合成相關函數的MBOC（Multiplexed?Binary?Offset?Carrier--MBOC）調制信號無模糊多徑抑制方法，屬于利用合成相關函數方法來消除MBOC調制信號存在的模糊度問題，進而實現MBOC調制信號的無模糊多徑抑制的技術領域。

背景技術

新一代的美國GPS(Global?Positioning?Satellite)系統、歐盟的Galileo系統以及中國的“北斗二代”導航系統中的信號都將采用二進制偏移載波（Binary?Offset?Carrier--BOC）調制方式，BOC調制信號具有分裂形式的頻譜，可減小同頻段各個導航信號間的相互干擾，且BOC信號相關函數主峰較窄，能夠保證更好的系統性能。復合二進制偏移載波（Multiplexed?Binary?Offset?Carrier--MBOC）調制信號作為其中的一種，也被廣泛用于GPS?L1C頻段以及“北斗二代”的B1頻段，然而在MBOC信號在進行跟蹤時，由于其自相關函數的多峰性，將導致其鑒別曲線有過個過零點，直接影響測量結果。與此同時現代化導航系統均提供了多頻電離層校正能力，對流層、星歷等誤差因素也逐漸降低，而BOC信號的多徑誤差表現為時間和空間的弱相關性，不利于采用差分技術消除，已成為新一代衛星導航系統最重要的測量誤差來源。

為了解決BOC信號的跟蹤模糊問題，目前主要有以下幾種方法：（1）Bump-jumping技術，通過在本地增加遠超前和遠滯后兩路相關器，以保證即時碼與自相關函數的主峰對準、完成BOC信號的跟蹤，但是這種算法要以一定的信噪比為前提，否則產生錯誤跟蹤的概率很高；（2）BPSK-like技術，將本地BOC信號當作兩個BPSK(Binary?Phase?Shift?Key)信號之和，分別對兩個BPSK信號進行相關得到類似BPSK信號的無模糊相關函數，但是該方法降低了BOC信號的跟蹤精度和抗多徑能力；（3）自相關邊峰消除技術（Autocorrelation?Side-Peak?Cancellation?Technique--ASPeCT）,在本地產生PRN(Pseudo?Random?Noise)碼和經副載波調制的PRN碼，分別和接收信號作相關運算后再進行旁瓣相消處理以抑制副峰，該性能較好，但是僅適用于Sine-BOC（n，n）信號；（4）偽相關函數法（Pseudo-Correlation?Function--PCF）,在本地采用兩個特別設計的信號與接收的BOC信號進行相關，然后進行非線性處理，得到無模糊相關函數，實現無模糊跟蹤；（5）副載波相位消除法（Sub?Carrier?Phase?Cancellation--SCPC），通過在接收機內部使用相互正交的兩路本地輔助信號，然后進行平方相加，得到類似于BPSK信號曲線的無模糊相關函數，但是這種方法在處理MBOC信號時復雜度會增加。

發明內容

本發明的目的是為了解決MBOC調制信號跟蹤時存在的模糊度以及多徑抑制的問題，提出了基于合成相關函數的MBOC調制信號的無模糊多徑抑制方法，首先根據MBOC信號的特點得出其自相關函數，在將其自相關函數分解為多個子相關函數，由各個子相關函數合成得到新的相關函數，再將strobe技術的抗多徑原理應用于無副峰的相關函數中，提出一種由兩組不同間隔EML(Early?Minus?Late)的線性組合實現無模糊抗多徑的抑制技術，最終實現無模糊跟蹤并得到較好的多徑抑制效果。

一種基于合成相關函數的MBOC調制信號的無模糊多徑抑制方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：根據MBOC調制信號的特點，得出其信號表達式；

步驟二：根據步驟一得出MBOC調制信號表達式，得到MBOC調制信號自相關函數，再將MBOC調制信號的自相關函數分解為若干個子相關函數；

步驟三：根據步驟二中所得出的各個子相關函數的特點，通過各個子自相關函數合成得到新的相關函數，消除MBOC信號的邊峰，實現無模糊跟蹤；

步驟四：將strobe技術的抗多徑原理應用于新的自相關函數中，提出一種由兩種不同間隔EML的線性組合實現多徑抑制，最終實現無模糊跟蹤并得到較好的多徑抑制效果。

本發明的優點在于：

（1）本發明通過分解MBOC信號的自相關函數得到子相關函數，再對各個子相關函數進行組合得到新的MBOC信號自相關函數，消除了原MBOC信號自相關函數的邊峰，實現了無模糊跟蹤；

（2）本發明通過strobe技術抗多徑的原理，提出了通過不同間隔EML的線性組合實現無模糊抗多徑的效果。