[發明專利]一種衛星導航半周跳變抑制裝置

有效

• 申請號: 201611192866.2
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106873008B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 蔣云翔;鄭彬;向為;劉蓉杰;王文藝;易文鑫;朱增賢;楊麗莎
• 申請（專利權）人: 湖南北云科技有限公司
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;G01S19/29
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳介雨

技術領域

本發明涉及一種高精度衛星導航接收機，特別是一種衛星導航半周跳變抑制裝置。

背景技術

載波環短暫失鎖，導致整周計數發生錯誤的現象稱為周跳，引起周跳的原因可分為兩類：接收信號變化和接收機故障。接收信號變化主要包括衛星信號中斷、接收信號功率降低、多徑信號的影響等；接收機發生故障時也可能引發周跳，如晶振不穩定，環路參數設置不合理等。此外，接收機受外部信號干擾時也可能發生周跳。對于衛星導航接收機而言，可以通過使用載波相位整周模糊度估計方法，其估計精度遠高于半周模糊度估計，能檢測出載波相位的整周跳變，然而無法檢測出載波相位的半周跳變。半周跳變會導致數據的反向，導致解算出錯。因此，檢測和抑制半周跳變是高精度衛星導航接收機的關鍵所在。

現有的半周跳變的檢測方法，都是在半周跳變產生之后做出檢測并校正，具有一定的時間滯后性。相比而言，抑制半周跳變是降低半周跳變發生的幾率。目前，抑制半周跳變的主要方法是通過改變環路參數設置。例如，可以通過將環路濾波器的階數降低，利用二階環或者一階環穩定環路進行跟蹤。然而，低階環路在高動態環境下不能對衛星導航信號進行很好的跟蹤。并且，在發生外部干擾和電磁雜波干擾的情況，一階和二階環路依然無法避免半周跳變的發生。因此，比較常見的方法，是通過對環路濾波器的輸入做限幅處理，讓環路在外界干擾或者電路雜波干擾的情況下不發生半周跳變。目前限幅方法多數用于瞬時的環路輸入。發明專利“一種基于相位誤差限幅處理的載波相位周跳抑制方法”(公開號：CN105717526)采用了瞬時幅度限制和累積幅度限制的方式。然而，此方法的瞬時限幅函數非連續，并且累加限幅函數也是具有一定的間斷性，在實際應用系統中具有一定的局限性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種衛星導航半周跳變抑制裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種衛星導航半周跳變抑制裝置，包括：

天線：用于接收所需頻點的射頻信號；

射頻模塊：用于將所需頻點的射頻信號下變頻到中頻信號；

捕獲模塊：用于捕獲所述中頻信號的基帶信號；

跟蹤模塊：用于跟蹤鎖定所述基帶信號；

鑒相器：用于對跟蹤模塊輸出的信號的載波相位進行鑒相；

瞬時限幅器：用于對鑒相器輸出的信號做瞬時限幅處理；

環形累加限幅器：用于對瞬時限幅處理后的結果進行累加限幅處理；

環路濾波器：用于對累加限幅處理后的數據進行濾波，然后將濾波結果

送入到所述跟蹤模塊，繼續下一次跟蹤檢測和處理，同時，環形累加限

幅器的累加值送入瞬時限幅器，以便瞬時限幅器做限幅值的設定。

所述瞬時限幅值的限幅函數為：

條件1：

|x(k)|＜X_L1或者(x(k)＜X_L2and c(k)≤-C_L2)或者x(k)＜-X_L2且c(k)≥C_L2)；

條件2：x(k)＞X_L1且c(k)＞-C_L2；

條件3：x(k)＜-X_L1且c(k)＜C_L2；

條件4：x(k)≥X_L2且c(k)≤-C_L2；

條件5：x(k)≤-X_L2且c(k)≥C_L2；

其中，x(k)表示鑒相器在第k時刻的輸出信號，也是瞬時限幅器在k時刻的輸入信號；y(k)表示瞬時限幅器在k時刻的輸出信號；c(k)表示累加限幅器的累加值，即X_L1為瞬時限幅器的第一層限幅值，X_L2為瞬時限幅器的第二層限幅值，C_L1是環形累加限幅器的累加值門限；C_L2是輸入到瞬時限幅器中的環形累加限幅器條件門限值。

所述環形累加寄存器的長度設置為一個電文數據時間寬度(GPS信號的電文數據時間寬度為20ms，北斗非GEO星的電文數據時間寬度為20ms，GLONASS信號的電文數據時間寬度為10ms)除以鑒相器的輸入時間寬度。

環形累加限幅器的限幅函數為：