[發(fā)明專利]一種基于監(jiān)測(cè)接收機(jī)的導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)損失評(píng)估系統(tǒng)與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410583815.7
• 申請(qǐng)日: 2014-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104297766A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇哲;徐啟柄;王瑛;王磊;馬文龍;王曉亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01S19/23
• 分類號(hào): G01S19/23
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，特別涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)關(guān)鍵性能指標(biāo)——相關(guān)損失的評(píng)估系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

在導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷的研制過(guò)程中，需要對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，其中，相關(guān)損失是衛(wèi)星導(dǎo)航有效載荷的關(guān)鍵指標(biāo)之一，它衡量導(dǎo)航信號(hào)總功率中有效功率(即相關(guān)功率)所占比重。

傳統(tǒng)的評(píng)估方法是在低噪聲條件下，對(duì)信號(hào)進(jìn)行高速寬帶數(shù)字采樣，盡可能保留信號(hào)帶寬內(nèi)所有信息，再利用理想信號(hào)對(duì)其進(jìn)行時(shí)域全相關(guān)，獲得實(shí)際相關(guān)值，對(duì)比理想信號(hào)自相關(guān)，即可得到相關(guān)損失。該方法存在如下缺點(diǎn)：

(1)操作步驟繁瑣，由于是開(kāi)環(huán)采集，采集儀器需要同源，對(duì)儀器帶寬、采樣速率、精度要求較高；

(2)信號(hào)質(zhì)量分析程序設(shè)計(jì)復(fù)雜；

(3)由于數(shù)據(jù)量過(guò)大，無(wú)法對(duì)相關(guān)損失進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

(4)該方法是從整體信號(hào)角度進(jìn)行衡量，與實(shí)際接收機(jī)的單路、閉環(huán)跟蹤方法存在差異，無(wú)法準(zhǔn)確表征信號(hào)的接收性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：提供一種基于監(jiān)測(cè)接收機(jī)的導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)損失的評(píng)估系統(tǒng)與方法，彌補(bǔ)現(xiàn)有相關(guān)損失評(píng)估方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、操作步驟繁瑣的缺點(diǎn)，該方法評(píng)估精度高、操作簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好，可以對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的相關(guān)損失進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種基于監(jiān)測(cè)接收機(jī)的導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)損失評(píng)估系統(tǒng)，包括通用信號(hào)跟蹤模塊、理想導(dǎo)航信號(hào)模擬模塊、平方累加模塊一、平方累加模塊二、相關(guān)損失計(jì)算模塊和相關(guān)損失校正模塊；

理想導(dǎo)航信號(hào)模擬模塊，用于模擬理想導(dǎo)航信號(hào)，與輸入的射頻/中頻導(dǎo)航信號(hào)即原始導(dǎo)航信號(hào)一起通過(guò)信號(hào)選擇先后進(jìn)入通用信號(hào)跟蹤模塊；

通用信號(hào)跟蹤模塊，對(duì)經(jīng)過(guò)信號(hào)選擇后的一路導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行跟蹤，產(chǎn)生I路和Q路的即時(shí)相關(guān)支路的積分清零的輸出結(jié)果，并發(fā)送至相關(guān)損失計(jì)算模塊；

平方累加模塊一，對(duì)經(jīng)過(guò)信號(hào)選擇后的那路導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算后累加，得到導(dǎo)航信號(hào)的原始功率，并將原始功率發(fā)送至相關(guān)損失計(jì)算模塊；

平方累加模塊二：用于將本地理想載波信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算后累加，得到載波功率，并將載波功率發(fā)送至相關(guān)損失計(jì)算模塊；

相關(guān)損失計(jì)算模塊：根據(jù)接收I路和Q路的即時(shí)相關(guān)支路的積分清零的輸出結(jié)果、導(dǎo)航信號(hào)的原始功率、載波功率，計(jì)算相關(guān)損失粗略結(jié)果，并將相關(guān)損失粗略結(jié)果發(fā)送至相關(guān)損失校正模塊；

相關(guān)損失校正模塊：利用接收的相關(guān)損失粗略結(jié)果進(jìn)行校正，產(chǎn)生最終的相關(guān)損失評(píng)估結(jié)果。

所述的相關(guān)損失計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

(1)將接收的相應(yīng)導(dǎo)航信號(hào)的I路和Q路的即時(shí)相關(guān)支路的積分清零的輸出結(jié)果Ip和Qp平方求和，得到相應(yīng)導(dǎo)航信號(hào)的一個(gè)信號(hào)分量的相關(guān)功率Ep，計(jì)算其分貝表示Ep[dB]，當(dāng)信號(hào)中包含多個(gè)信號(hào)分量時(shí)，將各個(gè)信號(hào)分量的相關(guān)功率求和得到∑Ep，計(jì)算其分貝表示得到導(dǎo)航信號(hào)總的相關(guān)功率∑Ep[dB]；

(2)計(jì)算瞬時(shí)信號(hào)功率積分的積分時(shí)間長(zhǎng)度和跟蹤環(huán)路中的積分清零時(shí)間之比Cp，計(jì)算其分貝表示Cp[dB]；

(3)根據(jù)信號(hào)的調(diào)制方式，計(jì)算理想導(dǎo)航信號(hào)中的互調(diào)分量所占的百分比1-Hp，計(jì)算總有用信號(hào)Hp所占百分比的分貝表示Hp[dB]；

(4)根據(jù)信號(hào)的調(diào)制方式，計(jì)算理想導(dǎo)航信號(hào)中各個(gè)信號(hào)分量的功率配比，并計(jì)算要計(jì)算相關(guān)損失的信號(hào)分量和總的有用信號(hào)之比Pp，計(jì)算其分貝表示Pp[dB]；

(5)當(dāng)經(jīng)過(guò)信號(hào)選擇后的信號(hào)為原始導(dǎo)航信號(hào)且僅計(jì)算其中某一路信號(hào)分量的相關(guān)損失時(shí)，原始導(dǎo)航信號(hào)的相關(guān)損失的粗略結(jié)果為CL_Comp_Orig[dB]＝Sp[dB]-Ep[dB]-Qp[dB]-Cp[dB]-Hp[dB]-Pp[dB]；當(dāng)信號(hào)中包含多個(gè)信號(hào)分量時(shí)，原始導(dǎo)航信號(hào)的合路相關(guān)損失的粗略結(jié)果為CL_Sum_Orig[dB]＝Sp[dB]-∑Ep[dB]-Qp[dB]-Cp[dB]-Hp[dB]；

當(dāng)經(jīng)過(guò)信號(hào)選擇后的信號(hào)為理想導(dǎo)航信號(hào)且僅計(jì)算其中某一路信號(hào)分量的相關(guān)損失時(shí)，理想導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)損失的粗略結(jié)果為CL_Comp_Ideal[dB]＝Sp[dB]-∑Ep[dB]-Qp[dB]-Cp[dB]-Hp[dB]-Pp[dB]；當(dāng)信號(hào)中包含多個(gè)信號(hào)分量時(shí)，理想導(dǎo)航信號(hào)的合路相關(guān)損失的粗略結(jié)果為CL_Sum_Ideal[dB]＝Sp[dB]-∑Ep[dB]-Qp[dB]-Cp[dB]-Hp[dB]；

上述Sp[dB]為相應(yīng)導(dǎo)航信號(hào)的原始功率的分貝表示；

Qp[dB]為相應(yīng)導(dǎo)航信號(hào)的載波功率的分貝表示；

所述的相關(guān)損失校正模塊實(shí)現(xiàn)方法如下：