[發(fā)明專利]一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310428735.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN103532641A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐祖平;魏蛟龍;張小清;劉昌建;楊溢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/00
• 分類號(hào): H04B17/00;H04L25/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)用于導(dǎo)航系統(tǒng)的授時(shí)和測(cè)距，對(duì)導(dǎo)航性能的影響主要體現(xiàn)在載波跟蹤性能、偽碼跟蹤性能、電文解調(diào)性能三個(gè)方面。導(dǎo)航信號(hào)體制決定導(dǎo)航系統(tǒng)的先天性能，空間信號(hào)質(zhì)量則決定了實(shí)際系統(tǒng)所能達(dá)到的最佳性能與信號(hào)體制性能之間的差距。在通信系統(tǒng)中，信息的正確解調(diào)是設(shè)計(jì)目標(biāo)，其性能與采樣判決時(shí)刻信號(hào)矢量的誤差相關(guān)；而在導(dǎo)航系統(tǒng)中，更加關(guān)注測(cè)距精度，它取決于信號(hào)波形的質(zhì)量。因此，導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的要求高于一般通信系統(tǒng)，相應(yīng)地，對(duì)其信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方式的全面性和準(zhǔn)確性方面提出了更高的要求。

現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)估方案，例如，CN102571652A中公開了一種GNSS基帶信號(hào)的評(píng)估方法，并從頻域功率譜、時(shí)域波形、碼片邊緣、調(diào)制誤差、相關(guān)特性這幾個(gè)方面分析GNSS基帶信號(hào)的性能。然而，進(jìn)一步的研究表明，上述方案仍然存在以下的局限：：1）該方法僅考慮對(duì)基帶信號(hào)質(zhì)量的評(píng)估，不能真實(shí)反映空間信號(hào)質(zhì)量對(duì)導(dǎo)航性能的影響，沒有給出從射頻信號(hào)無(wú)失真變頻到基帶的信號(hào)處理方法，而且由于采用基帶采樣方式，不同頻點(diǎn)的信號(hào)需配置不同的模擬通道，不可避免地引入模擬通道間的時(shí)延不一致性，導(dǎo)致頻間信號(hào)一致性的評(píng)估精度降低；2）眼圖的六項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)偏理想化，且難以應(yīng)用到目前GNSS中三路及以上信號(hào)分量的復(fù)合信號(hào)的質(zhì)量評(píng)估，而現(xiàn)階段主流的四大導(dǎo)航系統(tǒng)，包括北斗、GPS、伽利略和GLONASS，都以三路及以上信號(hào)分量的復(fù)合信號(hào)為主；3）正交相位誤差和幅度不平衡性評(píng)估方法的適用范圍較窄，一般用于QPSK調(diào)制，也難以應(yīng)用到目前GNSS中三路及以上信號(hào)分量的復(fù)合信號(hào)的質(zhì)量評(píng)估；4）該方法沒有明確說明這些指標(biāo)與信號(hào)捕獲、跟蹤、解調(diào)之間的關(guān)系，無(wú)法定量評(píng)估信號(hào)質(zhì)量對(duì)導(dǎo)航性能的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法，其中通過直接從射頻采樣導(dǎo)航信號(hào)，并結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)自身的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)一系列的評(píng)估指標(biāo)，相應(yīng)能夠進(jìn)一步明確信號(hào)質(zhì)量指標(biāo)與信號(hào)捕獲、跟蹤以及解調(diào)性能之間的關(guān)系，同時(shí)得以清晰、定量地評(píng)估信號(hào)質(zhì)量對(duì)導(dǎo)航性能的影響。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

（1）對(duì)衛(wèi)星有效載荷的射頻信號(hào)執(zhí)行采樣以獲得中頻信號(hào)，然后對(duì)該中頻信號(hào)執(zhí)行濾波處理；

（2）對(duì)執(zhí)行濾波處理后的中頻信號(hào)執(zhí)行下變頻，由此獲得對(duì)應(yīng)的實(shí)際基帶信號(hào)；

（3）基于步驟（2）所獲得的實(shí)際基帶信號(hào)及其信號(hào)體制，生成相同采樣率、一個(gè)碼周期長(zhǎng)度的理想基帶信號(hào)各支路的信號(hào)分量；接著，利用所述實(shí)際基帶信號(hào)和所述理想基帶信號(hào)各支路的信號(hào)分量，將用于評(píng)估實(shí)際基帶信號(hào)的理想基帶信號(hào)予以復(fù)現(xiàn)；

（4）為待評(píng)估的實(shí)際基帶信號(hào)與理想基帶信號(hào)之間構(gòu)建如下所示的相關(guān)函數(shù)：