[發(fā)明專利]一種慣性信息輔助衛(wèi)星信號跟蹤環(huán)路處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611044065.1
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106772479B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左啟耀;李育龍;胡文濤;李峰;王黎斌;劉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京自動化控制設(shè)備研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

1.一種利用慣性信息輔助衛(wèi)星接收機跟蹤環(huán)路處理方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一、在無慣性信息輔助情況下，采用傳統(tǒng)跟蹤環(huán)路；

在存在慣性信息輔助情況下，采用慣性輔助載波跟蹤環(huán)路；傳統(tǒng)跟蹤環(huán)路和慣性輔助載波跟蹤環(huán)路的切換，由有無慣性信息決定；

步驟二、將慣導輸出的載體加速度信息作為慣性輔助信息，加速度信息換算為每一顆跟蹤衛(wèi)星的視距加速度；

步驟三、每一顆視距加速度信息作為慣性輔助信息用于載波二階跟蹤環(huán)路；

步驟四、在慣性輔助形式下，二階載波跟蹤環(huán)路等效噪聲帶寬進行壓縮；

步驟五、在慣性輔助形式下，二階載波跟蹤環(huán)路采用長預(yù)檢測積分時間；

所述視距加速度的計算公式為：

式中：為衛(wèi)星加速度矢量，為用戶加速度矢量；f為信號頻率，c為光速；

其中：

式中：x_u、y_u、z_u是用戶三維位置，x_s、y_s、z_s是衛(wèi)星空間三維位置；是用戶三維加速度分量，是衛(wèi)星三維加速度分量；

1)(x_u、y_u、z_u)和是慣導提供的輔助信息；

2)(x_s、y_s、z_s)和是接收機在本機完成的計算；(x_s、y_s、z_s)按衛(wèi)星導航系統(tǒng)ICD文件推薦公式進行計算，此后利用對衛(wèi)星位置(x_s、y_s、z_s)的二次微分結(jié)果，可計算得到衛(wèi)星的加速度

3)衛(wèi)星位置和加速度的計算在100～200s分段三次埃米特插值法；

4)要求a_u和a_s同時采樣；a_s采用插值計算；

5)環(huán)路濾波器運算周期和慣導解算周期相同，為2ms；

傳統(tǒng)載波跟蹤環(huán)路為二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)的形式；

鎖頻環(huán)鑒頻器采用叉積鑒頻實現(xiàn)精確的頻率跟蹤，計算公式為：

Cross＝Q_ps[k]·I_ps[k-1]-I_ps[k]·Q_ps[k-1] (8)

則歸一化叉積鑒頻器輸出e_fk為：

式中：T_ID＝1ms，為積分清除器的積分間隔時間；

鎖相環(huán)鑒別器為：

式中：φ表示鎖相環(huán)鑒別器鑒相誤差；I_PS表示同相即時支路的相干積分結(jié)果；Q_PS表示正交即時支路的相干積分結(jié)果；

二階載波環(huán)路濾波器系數(shù)為：

b₀＝1.414ω₁T (10)

式中：T為濾波器輸入采樣時間間隔，T＝1ms；ω₁＝1.6B_LF為環(huán)路的自然頻率，B_LF＝2Hz為環(huán)路等效噪聲的帶寬；

三階鎖相環(huán)環(huán)路濾波器系數(shù)為：

a₀＝2.4ω₀ (12)

式中：ω₀＝1.2B_LF，B_LF＝2Hz為跟蹤環(huán)路等效噪聲帶寬，T＝1ms是環(huán)路濾波器采樣時間間隔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用慣性信息輔助衛(wèi)星接收機跟蹤環(huán)路處理方法，其特征在于：如果每100s按ICD文件計算一次a_s，要求該次計算和慣導2ms采樣時間對齊，后續(xù)在100s內(nèi)采用插值的方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用慣性信息輔助衛(wèi)星接收機跟蹤環(huán)路處理方法，其特征在于：

鎖相環(huán)鑒別器為：

式中：φ表示鎖相環(huán)鑒別器鑒相誤差；I_PS表示同相即時支路的相干積分結(jié)果；Q_PS表示正交即時支路的相干積分結(jié)果；

慣性輔助載波跟蹤環(huán)路為加速度輔助二階鎖相環(huán)形式；

二階鎖相環(huán)濾波器系數(shù)為：

a₀＝1.414ω₂ (4)

式中：ω₂＝1.6B_LF，B_LF為等效環(huán)路噪聲帶寬，T＝1ms是環(huán)路濾波器采樣時間間隔，在慣性輔助方式下，取為2Hz，環(huán)路增益K＝1；

k1、k2是加速度積分環(huán)節(jié)系數(shù)：

k1＝T²/2×K_n (6)

k2＝T²/6×K_n (7)

K_n＝6×f_c/c是環(huán)路增益，其中，f_c是載波頻率，c是光速。