[發明專利]一種接收機跟蹤裝置及實現接收機跟蹤的方法

有效

• 申請號: 201510959165.6
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN106896383B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 宋揮師;徐雄偉;劉航;趙海龍;劉曉燕;孫濤
• 申請（專利權）人: 大唐半導體設計有限公司
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李紅爽;栗若木

本發明公開了一種接收機跟蹤裝置及實現接收機跟蹤的方法，包括：根據預設的噪聲支路的相關參數計算接收機跟蹤電路的信噪比；根據計算獲得的信噪比及接收機跟蹤電路的跟蹤門限確定相干積分時間；調整接收機跟蹤電路的積分清除單元的相干積分時間，以使接收機跟蹤電路根據調整的相干積分時間進行跟蹤。本發明方法通過計算獲得接收機跟蹤電路的信噪比及跟蹤門限進行相干積分時間的調整，避免了采用固定的相干積分時間時，相干積分時間不合適存在的問題，實現了對不同信號強度下的相干積分時間的調整，提高了接收機跟蹤的效率。

技術領域

本發明涉及接收機跟蹤技術，尤指一種接收機跟蹤裝置及實現接收機跟蹤的方法。

背景技術

全球衛星導航系統(GNSS，Global Navigation Satellite System)在人們的日常生活中發揮著越來越不可替代的重要作用，尤其在導航、定時、測繪等領域得到越來越多的應用。目前，全球衛星導航系統主要包括美國的GPS系統、中國的北斗(BD)系統、俄羅斯的全球導航衛星定位系統(GLONASS，GLObal NAvigation Satellite System)，以及歐洲的伽利略(Galileo)系統。在中國和亞太地區，GPS和北斗系統應用較為廣泛；而在俄羅斯，以GPS和GLONASS應用較多。由于伽利略系統遠未成熟，尚不可提供正式服務。

作為全球衛星導航系統中核心組成部分，導航接收機主要用途就是接收衛星下發的信號，并從中提取出導航電文信息和偽距觀測量用于定位解算。因此在不同環境下需要設計高性能的基帶處理算法來捕獲和跟蹤接收到的衛星信號，以此獲得導航電文信息和偽距觀測量。在衛星信號發射端，載波信號上調制有粗采集(C/A)碼和導航電文數據碼。相應地，在接收端，為了從接收到的衛星信號中解調出導航電文數據碼，接收機的跟蹤單元需要通過混頻徹底地剝離數字中頻信號中包括多普勒頻移在內的載波，并且需要通過C/A碼相關運算徹底地剝離信號中的C/A碼。跟蹤單元由載波跟蹤環路和碼跟蹤環路構成。通過載波跟蹤環路不斷調整其本地復制的載波，使復制載波頻率(或相位)與接收到的中頻信號的載波頻率(或相位)保持一致，然后經過下變頻混頻實現載波剝離。通過碼跟蹤環路不斷調整其本地復制的C/A碼，使其復制C/A碼的相位與接收到的中頻信號的C/A碼相位保持一致，然后經過碼相關運算實現C/A碼剝離。接收機實現跟蹤之后，可獲得用于衛星定位的精細的多普勒頻移和C/A碼碼相位值。圖1現有的接收機跟蹤電路原理圖，如圖1所示，當接收機成功地捕獲到可見衛星，并獲得捕獲的多普勒頻率和C/A碼碼相位，接收機進入跟蹤單元。載波數控振蕩器以捕獲到的多普勒頻率為初始本地頻率生成兩路相互正交的本地載波，分別與接收到的中頻信號進行混頻以剝離載波，獲得混頻信號。偽碼數控振蕩器以捕獲到的C/A碼碼相位為初始值通過超前、即時、滯后三個支路生成三路本地C/A碼，包括：超前(E，Early)碼、即時(P，Prompt)碼和滯后(L，Late)碼。三路本地碼的碼間距為半個碼片。混頻后的結果分別與三路本地碼進行相關運算，剝離C/A碼。相關結果通過積分清除單元進行適宜長度的相干積分時間的積分清除，獲得濾除高頻信號的相干積分結果。即時支路上的相干積分結果進入載波環，通過載波環鑒別器和環路濾波器，反饋到載波數控振蕩器修正本地多普勒頻率。超前、即時和滯后支路三路相干積分結果進入碼環共同進行碼相位的修正，通過碼環鑒別器和濾波器將修正量反饋到偽碼數控振蕩器。

相干積分時間的長度是有限的，由于一個GPS數據比特持續時間只有20ms，相干積分時間長度的最大值為20ms(在實現位同步的前提下)。目前，相干積分時間的設置主要采用固定值進行設置封裝，第一種方法是采用較少的相干積分時間，例如采用1毫秒(ms)或者2ms等較短的相干積分時間；第二種方法是采用首先設置相干積分時間為1ms，待跟蹤后環路較為穩定時延長相干積分時間至10ms，該方式設置相干積分時間增加了10dB的相干積分增益。