[發明專利]一種GPS L2C信號跟蹤方法

有效

• 申請號: 201310405475.4
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103439719B
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 祝雪芬;沈飛;楊陽;楊冬瑞;陳熙源
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其是涉及一種GPS?L2C信號跟蹤方法。

背景技術

目前，GPS(Global?Positioning?System，全球定位系統)為全球用戶提供了新的 民用信號L2C信號，該信號采用了特殊的民用中等長度碼(CM碼)和民用長碼(CL碼)進 行時分復用，更適合在室內、林蔭路、隧道等微弱環境下應用。

GPS?L2C信號導航數據只調制在CM碼上，在CL碼上沒有調制導航數據，CL碼通道只 作為一個導頻通道存在。對于時分復用的GPS?L2C信號，傳統的跟蹤方法為在本地產生 CM和CL兩個補零的本地碼，然后采用兩個獨立的跟蹤環，一個跟蹤CM碼，另一個跟蹤CL 碼。由于CM碼與CL碼各自只占了整個信號一半的時間，與C/A碼在跟蹤精度方面相比， 不管只利用補零的本地CM碼還是只利用補零的本地CL碼進行跟蹤L2C信號，都將導致3dB 的精度損失，因為使用的信號能量只占總能量的一半，另一個通道的能量被忽略，造成 信號能量的浪費。

同時低信噪比、高動態復雜多變的環境也給GPS信號賦予了較強的非線性特征，使 得測量方程為非線性，而傳統的擴展卡爾曼濾波(EKF)跟蹤環結構必須通過線性化來 實現，在信號自相關函數特性的三角波峰點僅采用擬合手段彌補雅比克方程的非線性， 導致了跟蹤誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，本發明提出了一種GPS?L2C 信號跟蹤方法。所述方法采用CM碼與CL碼聯合跟蹤，結合無跡卡爾曼濾波(Unscented? Kalman?Filter，UKF)，避免能量浪費與精度損失，實現GPS?L2C信號的高靈敏度跟蹤。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種GPS?L2C信號跟蹤方法，包括如下步驟：

步驟A，數字中頻接收信號生成I和Q兩路基帶信號，I、Q信號分別與本地CM碼 信號、CL碼信號相關加權累加，其結果分別為I(δ)、Q(δ)，I(δ)、Q(δ)作為量測值輸入 無跡卡爾曼濾波器UKF；其中I和Q分別表示同相和正交，δ為接收碼與本地碼的時間偏 移；

步驟B，無跡卡爾曼濾波器UKF輸出平均碼相位差Δt_m作為碼相位補償值，Δt_m經碼 濾波器后反饋至碼發生器；同時UKF輸出平均載波相位差和載波幅度平均值分別 作為載波相位補償值和標準載波幅度值，和經載波濾波器后反饋至載波數控振 蕩器；

步驟C，Δt_m調節本地碼相位至接收信號碼相位，調節本地載波相位至接收信 號載波相位，作為載波數控振蕩器下一CL碼導航周期的標準載波幅度值，實現GPS L2C信號的跟蹤。

步驟A中，所述I、Q信號分別與本地CM碼信號、CL碼信號相關加權累加，其過程 具體如下：

步驟A-1，每20ms分別計算一次CM碼和CL碼的I和Q兩路基帶信號，將CM碼和 CL碼的I和Q兩路基帶信號加權累加，累加結果為：