[發(fā)明專利]一種GNSS衛(wèi)星跟蹤方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410048170.7
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103760577A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王峰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市峰華經(jīng)緯科技有限公司
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/29;G01S19/30
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高資源利用率的GNSS衛(wèi)星跟蹤裝置及其跟蹤方法。

背景技術(shù)

全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)，包括一組發(fā)送GPS信號的一個(gè)衛(wèi)星星座，該GPS信號能被接收機(jī)用來確定該接收機(jī)的位置。衛(wèi)星軌道被安排在多個(gè)平面內(nèi)，以便在地球上任何位置都能從至少四顆衛(wèi)星接收這種信號。

每一顆GPS衛(wèi)星所發(fā)送的GPS信號都是直接序列擴(kuò)頻信號。商業(yè)上使用的信號與標(biāo)準(zhǔn)定為服務(wù)(SPS)有關(guān)，而且被稱之為粗碼(C／A碼)的直接序列二相擴(kuò)頻信號，在1575.42MHz的載波下，具有每秒1.023兆碼片的速率。偽隨機(jī)噪聲(PN)序列長度是1023個(gè)碼片，對應(yīng)于1ms的時(shí)間周期。每一顆衛(wèi)星發(fā)射不同的PN碼，使得信號能夠從幾顆衛(wèi)星同時(shí)發(fā)送，并由一接收機(jī)同時(shí)接收，相互間幾乎無干擾。術(shù)語“衛(wèi)星星號”和這個(gè)PN碼相關(guān)，可以用以標(biāo)示不同的GPS衛(wèi)星。

GPS的調(diào)制信號是導(dǎo)航電文(又稱為D碼)和PN碼組合碼。導(dǎo)航電文的速率為每秒50比特。D碼的基本單位是一個(gè)1500比特的主幀，主幀又分為5個(gè)300比特的子幀。其中，子幀一包含了標(biāo)識碼、星種數(shù)據(jù)齡期以及衛(wèi)星時(shí)鐘修正參數(shù)信息。子幀二和子幀三包含了實(shí)時(shí)的GPS衛(wèi)星星歷，星歷是當(dāng)前導(dǎo)航定位信息的最主要內(nèi)容。利用子幀一至子幀三的信息即可以實(shí)現(xiàn)定位，完成定位的基本任務(wù)。子幀四和子幀五包含了1至32顆衛(wèi)星的監(jiān)控狀況，UTC校準(zhǔn)信息和電離層修正參數(shù)及1至32顆衛(wèi)星的歷書。歷書是衛(wèi)星星歷參數(shù)的簡化子集，用于預(yù)測相對于接收機(jī)的可見衛(wèi)星及其多普勒頻偏。歷史每12.5分鐘廣播一次，有限期為幾個(gè)月。

實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位的前提是定位系統(tǒng)能跟蹤四顆以上的衛(wèi)星。而系統(tǒng)跟蹤通道數(shù)目成為衡量衛(wèi)星定位系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)，而隨著衛(wèi)星跟蹤通道的增加，硬件資源也會隨著增加，如何提高系統(tǒng)的資源利用率成為硬件定位系統(tǒng)的重要技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種資源利用效率高以及節(jié)省成本的GNSS衛(wèi)星跟蹤方法。

本發(fā)明提供了一種GNSS衛(wèi)星跟蹤方法，包括以下步驟：S1：GPS信號接收機(jī)接收多個(gè)跟蹤通道中多個(gè)衛(wèi)星的GPS信號，同時(shí)將接收到的多個(gè)所述GPS信號發(fā)送給多個(gè)跟蹤通道中的相關(guān)器組，多個(gè)所述相關(guān)器組對多個(gè)所述GPS信號分別進(jìn)行信號積分處理并輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號，同時(shí)將多個(gè)所述數(shù)據(jù)信號分別發(fā)送給系統(tǒng)控制模塊S2：系統(tǒng)控制模塊接收多個(gè)所述相關(guān)器組發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，并發(fā)出相應(yīng)的指令，根據(jù)所述指令判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)信號的時(shí)刻屬于哪個(gè)跟蹤通道以及哪個(gè)跟蹤環(huán)路的工作時(shí)間，然后選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號，同時(shí)將所述數(shù)據(jù)信號發(fā)送給鑒相器模塊S3：鑒相器模塊接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)信號并對其進(jìn)行鑒相處理，同時(shí)輸出鑒相結(jié)果并分別將所述鑒相結(jié)果發(fā)送給所述環(huán)路濾波器以及存儲模塊中，所述存儲模塊用于存儲多個(gè)所述跟蹤通道中每一時(shí)刻的經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的GPS信號S4：環(huán)路濾波器接收所述鑒相器模塊發(fā)送的經(jīng)過鑒相后的數(shù)據(jù)信號，對其進(jìn)行濾波運(yùn)算處理同時(shí)輸出相關(guān)系數(shù)，并將所述相關(guān)系數(shù)發(fā)送給所述系統(tǒng)控制模塊S5：系統(tǒng)控制模塊接收所述相關(guān)系數(shù)并發(fā)送到多個(gè)跟蹤通道中相應(yīng)的碼NCO和載波NCO，所述碼NCO對所述GPS信號中的偽碼進(jìn)行剝離，所述載波NCO對所述GPS信號中的載波進(jìn)行剝離。

進(jìn)一步，所述步驟S5中碼NCO對所述GPS信號中的偽碼進(jìn)行剝離的具體過程為：所述碼NCO接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送的相關(guān)系數(shù)并產(chǎn)生偽碼頻率并將其發(fā)送給所述碼發(fā)生器，所述碼發(fā)生器接收所述偽碼頻率后產(chǎn)生本地偽碼進(jìn)而與所述相關(guān)器組接收到的GPS信號相乘，以便進(jìn)行所述GPS信號中偽碼的剝離。

進(jìn)一步，所述步驟S5中所述載波NCO對所述GPS信號中的載波進(jìn)行剝離的具體過程為：所述載波NCO接收所述系統(tǒng)控制模塊發(fā)送相關(guān)系數(shù)并產(chǎn)生數(shù)字正弦和余弦信號，同時(shí)將所述數(shù)字正弦和余弦信號發(fā)送給載波剝離器，所述載波玻璃器接收所述數(shù)字正弦和余弦信號并對所述GPS信號中的載波進(jìn)行剝離。

進(jìn)一步，所述環(huán)路濾波器對經(jīng)過鑒相器模塊鑒相后的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行濾波處理且輸出的結(jié)果階數(shù)在兩階或兩階以上時(shí)，進(jìn)行濾波計(jì)算時(shí)，除了需要當(dāng)前時(shí)刻的鑒相器模塊的輸出結(jié)果，還需要調(diào)用存儲在所述存儲模塊中過去時(shí)刻鑒相器模塊輸出的鑒相結(jié)果以及所述環(huán)路濾波器輸出的濾波結(jié)果。

進(jìn)一步，多個(gè)所述跟蹤通道包括32個(gè)跟蹤通道。