[發明專利]一種北斗星歷收集的方法

有效

• 申請號: 201310608557.9
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103592661A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 藺曉龍;何文濤;馮華星;翟昆朋;殷明;胡曉峰;王浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院嘉興微電子與系統工程中心
• 主分類號: G01S19/27
• 分類號: G01S19/27
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，尤其涉及一種北斗星歷收集的方法。

背景技術

衛星導航接收機捕獲并跟蹤多個衛星的信號，然后解調其中調制的導航數據。衛星導航接收機利用導航數據中的星歷數據解算衛星位置和時間模型，進而計算出用戶的位置。

根據ICD所定義，北斗衛星導航數據分為D1和D2兩種類型。其中D1導航電文由超幀、主幀和子幀組成。每個超幀36000比特，歷時12分鐘，由24個主幀組成；每個主幀1500比特，歷時30秒，由5個子幀組成；每個子幀300比特，歷時6秒，由10個字組成；每個字20比特，歷時0.6秒。其中子幀1至子幀3循環播發星歷數據，所以每隔30秒就可以收到一套星歷數據。

D2導航電文由超幀、主幀和子幀組成。每個超幀180000比特，歷時6分鐘，由120個主幀組成；每個主幀1500比特，歷時3秒，由5個子幀組成；每個子幀300比特，歷時0.6秒，由10個字組成；每個字20比特，歷時0.06秒。其中子幀1播發星歷數據，由10個頁面分時發送。所以每隔30秒可以收到一套星歷數據。

北斗衛星導航數據以字為單位進行BCH（15,11,1）加交織的編碼。BCH編碼對數據極性不敏感，即一組經過BCH編碼的數據，完全翻轉后，仍然能夠通過BCH校驗，所以不能單獨校正北斗衛星星歷中的字的極性。

每個子幀由若干字組成，第一個字中包含了一組固定的數據，稱為幀同步碼或幀頭，例如ICD所定義的北斗的幀同步碼為“11100010010”。根據幀頭的極性校正子幀的極性，若接收到的幀同步碼為“11100010010”，則說明該子幀為正極性；若接收到的幀同步碼為“00011101101”，則說明該子幀為負極性，此時需要將整個子幀中的字的極性全部取反。

由于單個字不能自我校正極性，所以只能以子幀為單位，根據幀頭的極性校正子幀內的字。如果子幀幀頭之后的某個字發生了錯誤，那么該錯誤字后續的字極性就有可能發生翻轉。此時這些字雖然BCH校驗通過，但是解調出來的數據卻是錯誤的，所以傳統的處理方法是按照子幀為單位收集星歷數據，即要求整個子幀中所有的字都正確。

當衛星信號質量較好時，誤比特率很低，可以得到完整的子幀，進而得到完整的星歷，因此可以快速利用星歷數據解算衛星位置，進而定位。但是當衛星信號較弱時，解調的誤比特率很大，接收機長時間不能收到一個完整、無錯誤字的子幀，繼而無法得到完整的星歷，所以接收機長時間不能定位。

另外，北斗導航數據的編碼格式，決定了每個子幀只能依靠幀頭的極性調整該子幀數據的極性。一旦子幀中某個字發生了錯誤，該錯誤可能是由于接收機跟蹤環路失鎖造成的解調數據錯誤，接收機再次跟蹤穩定后，可能與之前的數據相位發生了翻轉，所以后續的解調出的數據極性也會隨之翻轉，并且該翻轉無法通過字的校驗進行校正。

根據ICD定義，北斗星歷數據的更新周期為1個小時，因此在更新周期內，接收機可重復收到多個內容一致的星歷數據。每一套星歷數據發生錯誤字的位置是隨機的，所以通過對比多套星歷數據，可以修正錯誤的字，拼湊出一套完整的星歷數據。但是北斗電文由于每個字不能自我校正極性，所以傳統的拼湊方法不能直接應用到北斗星歷數據的收集中。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種能夠在弱信號下，檢測電文正確性，收集電文數據的北斗星歷收集方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種高靈敏度的北斗星歷的收集方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種北斗星歷收集的方法，其特征在于，采用衛星導航接收機跟蹤一顆或多顆北斗衛星信號；所述信號包括北斗衛星星歷數據，所述北斗衛星星歷數據由頁、幀、子幀、字組成，一套北斗衛星星歷數據的內容在一段時間內保持不變，并循環播發；所述衛星導航接收機持續接收并對多個相同子幀的北斗衛星星歷數據進行校正和收集，得到正確、完整的北斗衛星星歷數據。

其中，衛星導航接收機能夠解調衛星信號上調制的導航數據。

優選地，所述衛星導航接收機包括一個或多個跟蹤通道以連續跟蹤一顆或多顆北斗衛星信號。

優選地，所述北斗星歷數據包括D1類型和D2類型，D1類型星歷歷時30秒，由3個子幀組成，每個子幀包括10個字；D2類型星歷歷時30秒，由10個子幀組成，每個子幀包括5個字。

優選地，一套北斗星歷在更新周期內，北斗星歷數據內容保持不變，并循環播發。

相比一套北斗星歷數據的持續時間30秒，北斗星歷的更新周期較長，如1小時。