[發(fā)明專利]導(dǎo)航信號捕獲轉(zhuǎn)跟蹤方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410686314.1
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN105527636A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高陽;王猛;王元磊;李興國;史雨薇;王杰;劉蕾;董娟娟;王曉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 北京智為時代知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是涉及一種導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲方 法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

探月三期返回器與服務(wù)艙在軌道高度5000km分離，返回器和服務(wù)艙分離 后，返回器GPS接收機開機進(jìn)行快速導(dǎo)航定位應(yīng)用，接收機定位時間需要小于 60s。該導(dǎo)航應(yīng)用場景以及快速定位的要求對GPS接收機的導(dǎo)航應(yīng)用提出了挑 戰(zhàn)：第一、導(dǎo)航信號動態(tài)大。探月三期返回器以接近第二宇宙速度(11.2km/s) 高速再入返回地球，這將產(chǎn)生大的多普勒動態(tài)范圍(108kHz)，高動態(tài)無疑將 增加GPS接收機搜索導(dǎo)航信號的時間，影響接收機快速定位能力。第二、導(dǎo)航 信號功率低。探月返回器軌道高度5000km時，可見導(dǎo)航星數(shù)目少，導(dǎo)航信號 的PDOP(PositionDilutionofPrecision，位置精度強弱度)差，而PDOP值直接影響 GPS接收機導(dǎo)航定位精度，為降低PDOP值對GPS接收機的影響，需要GPS 接收機提高捕獲靈敏度，增加可見導(dǎo)航星數(shù)目，改善導(dǎo)航信號的PDOP值。

為滿足高捕獲靈敏度的需求，接收機捕獲需增加相干積分和非相干積分時 間，提高捕獲靈敏度；為滿足高動態(tài)的特性需求，接收機需捕獲模塊需具備大 范圍搜索能力；為滿足定位時間需要，接收機必須具備導(dǎo)航信號快速捕獲能力。

而目前該應(yīng)用背景下的導(dǎo)航信號捕獲穩(wěn)定轉(zhuǎn)入跟蹤成功的概率極低，快速 捕獲結(jié)果直接帶入跟蹤環(huán)路時，實際的載波頻率和偽碼相位已經(jīng)與捕獲結(jié)果不 一致，導(dǎo)致跟蹤環(huán)路無法成功跟蹤信號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中因為捕獲結(jié)果直接帶入跟蹤環(huán)路時，實際的載波頻率和偽碼相位已經(jīng) 與捕獲結(jié)果不一致，導(dǎo)致跟蹤環(huán)路無法成功跟蹤信號的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲方法，包括：

通過第一通道對導(dǎo)航星進(jìn)行串行二維盲搜索，轉(zhuǎn)入跟蹤環(huán)路，并輸出該導(dǎo) 航星的即時碼相位信息；

通過第二通道快速捕獲所述導(dǎo)航星捕獲起始時刻的碼相位信息和捕獲完成 時刻的碼相位信息，并計算出固定延遲值；

根據(jù)所述起始時刻的碼相位信息和所述即時碼相位信息得到捕獲起始時刻 到捕獲結(jié)果轉(zhuǎn)入跟蹤環(huán)路后的固定碼延遲差值；

根據(jù)固定碼延遲差值和固定延遲捕獲到轉(zhuǎn)跟蹤固定延遲值，根據(jù)所述固定 延遲值進(jìn)行轉(zhuǎn)跟蹤碼相位補償。

較佳的，所述的導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲方法，還包括：

確定可視導(dǎo)航星的衛(wèi)星號；

在所述可視導(dǎo)航星中，根據(jù)預(yù)設(shè)策略選取捕獲導(dǎo)航星和該導(dǎo)航星衛(wèi)星號的 頻率控制字；

根據(jù)所述導(dǎo)航星及其頻率控制字，進(jìn)行導(dǎo)航星信號搜索，輸出所述導(dǎo)航星 信號的多普勒信息和碼相位信息；

根據(jù)所述多普勒信息，得到碼相位信息的偏移量；

結(jié)合所述碼相位信息和所述碼相位信息的偏移量，得到校正碼相位。

較佳的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)策略選取捕獲導(dǎo)航星包括：

從多個可視導(dǎo)航星中選擇最優(yōu)的可視導(dǎo)航星作為捕獲導(dǎo)航星。

較佳的，所述的導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲方法，還包括：

輸入所述校正碼相位到跟蹤環(huán)路，結(jié)合所述導(dǎo)航星進(jìn)行環(huán)路跟蹤。

較佳的，所述的導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲方法，還包括：

判斷環(huán)路跟蹤是否穩(wěn)定，如果是則進(jìn)行導(dǎo)航定位解算。

相應(yīng)于上述方法，本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲系統(tǒng)，包括：

即時碼相位信息獲取模塊，用于通過第一通道對導(dǎo)航星進(jìn)行串行二維盲搜 索，轉(zhuǎn)入跟蹤環(huán)路，并輸出該導(dǎo)航星的即時碼相位信息；

固定延遲值獲取模塊，用于通過第二通道快速捕獲所述導(dǎo)航星捕獲起始時 刻的碼相位信息和捕獲完成時刻的碼相位信息，并計算出固定延遲值；

固定碼延遲差值獲取模塊，用于根據(jù)所述起始時刻的碼相位信息和所述即 時碼相位信息得到捕獲起始時刻到捕獲結(jié)果轉(zhuǎn)入跟蹤環(huán)路后的固定碼延遲差 值；

相位補償模塊，用于根據(jù)固定碼延遲差值和固定延遲捕獲到轉(zhuǎn)跟蹤固定延 遲值，根據(jù)所述固定延遲值進(jìn)行轉(zhuǎn)跟蹤碼相位補償。

較佳的，所述的導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)跟蹤碼捕獲系統(tǒng)，還包括：

導(dǎo)航星預(yù)報模塊，用于確定可視導(dǎo)航星的衛(wèi)星號；

捕獲控制模塊，用于在所述可視導(dǎo)航星中，根據(jù)預(yù)設(shè)策略選取捕獲導(dǎo)航星 和該導(dǎo)航星衛(wèi)星號的頻率控制字；