[發明專利]一種二進制偏移載波射頻導航信號跟蹤方法

在審

• 申請號: 201410707064.5
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104849732A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 劉文山;邊朗;蒙艷松;王磊;蘇哲
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種二進制偏移載波射頻導航信號跟蹤方法，其特征在于步驟如下：

(1)FPGA接收二進制偏移載波射頻導航信號BOC(n,m)，將射頻導航信號BOC(n,m)下變頻到中頻信號后，再經模數轉換器采樣得到中頻為f₀的數字導航信號BOC_IF(n,m)；

(2)FPGA通過碼數字頻率合成器生成本地BPSK擴頻碼Code_bpsk_local，所述本地BPSK擴頻碼的碼速率為f_c＝m*1.023MHz；BPSK擴頻碼的頻率控制字其中N為碼數字頻率合成器中相位累加器的位寬，f_clk為FPGA的工作主鐘頻率，將化簡為沒有最小公約數的分數形式后，將數字頻率合成器的相位累加器位寬拓展為N'，所述N'等于N+m'-1；

(3)根據步驟(2)中本地BPSK擴頻碼變化的相位累加器生成本地副載波Code_{deputy_carr}_local，所述本地副載波碼速率為f_c′＝n*1.023MHz；

(4)調整本地BPSK擴頻碼與本地副載波，使得在本地擴頻碼由0跳變到1的翻轉時刻與本地副載波由0跳變到1的翻轉時刻對齊；

(5)通過載波數字頻率合成器生成本地中頻載波Carr_bpsk_local，并利用本地中頻載波與步驟(2)中的本地BPSK擴頻碼生成中心頻率為(f₀+n*1.023)MHz的BPSK信號，所述本地中頻載波中心頻率為f_IF＝(f₀+n*1.023)MHz；本地載波數字頻率合成器的載波頻率控制字為其中M為載波數字頻率合成器中相位累加器的位寬；

(6)利用步驟(5)中得到的頻率為(f₀+n*1.023)MHz的BPSK信號代替步驟(1)中得到的中心頻率為f₀的中頻導航信號BOC_IF(n,m)進行導航信號捕獲，獲得射頻導航信號的粗略碼相位和載波頻率頻偏，并得到中心頻率為(f₀+df_carr+n*1.023)MHz的BPSK信號，其中df_carr為捕獲得到的載波多普勒頻率；

(7)利用步驟(6)中獲得的載波頻率和碼相位生成中心頻率為本地跟蹤中頻載波和本地跟蹤BPSK擴頻碼Code′_{deputy_carr}_local，所述本地跟蹤中頻載波的中心頻率為(f₀+df_carr+n*1.023)MHz；所述本地跟蹤BPSK擴頻碼的碼速率為fc′=(fc+dfcarrN1)MHz,]]>其中所述floor(x)表示x整數部分向下取整；

(8)根據步驟(7)中本地BPSK擴頻碼數字頻率合成器的相位累加器生成本地副載波Code′_{deputy_carr}_local，所述本地副載波碼速率為

(9)利用步驟(7)中生成的本地跟蹤中頻載波和本地跟蹤BPSK擴頻碼進行射頻導航信號的跟蹤；所述跟蹤采用兩環跟蹤，分別為載波跟蹤環路和碼跟蹤環路；

(10)分別對載波鑒相環和碼鑒相環的二階濾波器進行鎖定判定，判斷步驟(9)的跟蹤是否穩定，具體為：

將載波鑒相環二階濾波器的累加器當前輸出值Acc_carr(n)與上一次累加器輸出值Acc_carr(n-1)相減得到差值Accdt_carr，若差值Accdt_carr連續K1次小于預設的門限C1，則載波環路跟蹤穩定，輸出載波環路鎖定標志；否則，載波環路跟蹤不穩定，載波環路繼續進行跟蹤；將碼二階濾波器的累加器當前輸出值Acc_code(n)與上一次累加器輸出值Acc_code(n-1)相減得到差值Accdt_code，若差值Accdt_code連續K2次小于預設的門限C2，則碼環路跟蹤穩定，輸出碼環路鎖定標志；否則，碼環路跟蹤不穩定，碼環路繼續進行跟蹤；

若載波環路和碼環路均鎖定，則輸出環路鎖定標志，進入步驟(11)；

(11)將步驟(8)得到的本地副載波Code′_{deputy_carr}_local與步驟(7)中產生的本地跟蹤BPSK擴頻碼Code′_{deputy_carr}_local相乘，產生一個新的本地跟蹤擴頻碼信號Code_boc＝Code′_bpsk_local*Code′_{deputy_carr}_local；所述本地擴頻碼信號的碼速率為fc′′′=2*nm*1.023MHz;]]>

(12)通過載波數字頻率合成器生成本地跟蹤中頻載波Carr″_boc_local，所述本地中頻載波的中心頻率為f_IF＝(f₀+df_carr)MHz；

(13)利用步驟(12)中生成的本地跟蹤中頻載波Carr″_boc_local和步驟(11)產生的本地跟蹤擴頻碼Code_boc進行射頻導航信號的跟蹤；所述跟蹤采用兩環跟蹤，分別為載波跟蹤環路和碼跟蹤環路；

(14)判斷步驟(13)中的載波跟蹤環路和碼跟蹤環路是否鎖定，若載波跟蹤環路和碼跟蹤環路均鎖定，則進行后續信息處理，若失鎖，則返回步驟(2)，若載波跟蹤環路和碼跟蹤環路有一個未鎖定或均未鎖定，則返回步驟(13)，繼續進行跟蹤。