[發(fā)明專利]一種用于GNSS信號的多速率組合卡爾曼載波跟蹤環(huán)路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611248348.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106526628B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐鋼;林紅磊;黃仰博;唐小妹;肖志斌;吳健;樓生強;徐博;陳雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳立新

本發(fā)明屬于導(dǎo)航接收機設(shè)備研制領(lǐng)域，涉及一種用于GNSS導(dǎo)航接收機信號跟蹤的多速率卡爾曼載波跟蹤環(huán)路及方法。該方法步驟為：步驟1，使GNSS信號依次經(jīng)過接收機中的天線、射頻前端、AD轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字中頻信號r(t)；步驟2，本地載波生成裝置NCO產(chǎn)生頻率控制字為f_NCO的兩路信號，分別為同相信號s_I(t)和正交信號s_Q(t)，本地偽碼生成裝置產(chǎn)生導(dǎo)頻支路偽碼信號c_p(t)和數(shù)據(jù)支路偽碼信號c_d(t)；步驟3，相關(guān)器進行相關(guān)處理；步驟4，鑒別器處理；步驟5，多更新速率卡爾曼濾波器MUKF進行濾波處理，將濾波結(jié)果反饋至載波生成裝置中用于更新頻率控制字f_NCO。本發(fā)明還提供了一種用于GNSS信號跟蹤的多更新速率卡爾曼跟蹤環(huán)路，本發(fā)明解決了兩種以上不同更新速率載波環(huán)路的組合問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航接收機設(shè)備研制領(lǐng)域，具體的說是一種用于GNSS導(dǎo)航接收機信號跟蹤的多速率卡爾曼載波跟蹤環(huán)路及方法，其可運用在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中接收終端類設(shè)備的研制中。

背景技術(shù)

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展，新一代導(dǎo)航信號將逐漸為用戶提供服務(wù)，針對新一代導(dǎo)航信號中含有多路導(dǎo)航信號，如導(dǎo)頻支路和數(shù)據(jù)支路，而不同支路的信號相干積分時間可能存在差異；另外慣性傳感器，如IMU等也將越來越多的用于和GNSS的組合系統(tǒng)中，而傳感器輸出的信息速率可能和傳統(tǒng)GNSS環(huán)路也將不同，因此需要研究GNSS信號中多種不同速率共存情況下的信號組合跟蹤濾波器。

目前針對新一代導(dǎo)航信號中含有多路信號的接收方法主要有兩類，一類是基于最優(yōu)組合的PLL(OLC PLL:Optional Linear Combined Phase Locked Loop)跟蹤環(huán)路，另一類是基于雙更新速率的PLL(DUPLL:Dual Update-rate PLL)跟蹤環(huán)路。OLC PLL環(huán)路雖然可以有效利用數(shù)據(jù)支路和導(dǎo)頻支路的能量，提升信號的跟蹤性能，但其中的組合鑒別器的相干積分時間將會受制于數(shù)據(jù)支路的上未知信息符號的影響，不利于發(fā)揮導(dǎo)頻通道的潛在優(yōu)勢。DUPLL可以將數(shù)據(jù)支路和導(dǎo)頻支路以不同的更新速率進行組合，使得導(dǎo)頻通道的相干積分時間不受電文符號的約束，現(xiàn)有結(jié)果表明DUPLL方法可以在信號動態(tài)和跟蹤精度間進行折中設(shè)計。但是該方法不能解決針對兩種以上不同更新速率跟蹤環(huán)路間的組合問題。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有技術(shù)中介紹的兩種方法均不能實現(xiàn)兩種不同更新速率下的跟蹤環(huán)路之間的組合問題，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，為此本發(fā)明提供了一種用于GNSS信號的多速率卡爾曼跟蹤環(huán)路的方法，具體的說是一種利用多更新速率卡爾曼濾波器MUKF(MUKF:MultipleUpdate-rate Kalman Filter)實現(xiàn)多種不同更新速率跟蹤環(huán)路的GNSS信號組合跟蹤方法。為實現(xiàn)上述目的，具體技術(shù)方案如下。

一種用于GNSS信號的多速率組合卡爾曼載波跟蹤方法，包括以下步驟：

步驟1，使GNSS信號依次經(jīng)過接收機中的天線、射頻前端、AD轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字中頻信號r(t)，t為接收時刻；

步驟2，本地載波生成裝置NCO(NCO:Numerically Controlled Oscillator)產(chǎn)生頻率控制字為f_NCO的兩路信號，分別為同相信號s_I(t)和正交信號s_Q(t)，具體為：

s_I(t)＝cos(2πf_NCO·t)

s_Q(t)＝-sin(2πf_NCO·t)

本地偽碼生成裝置產(chǎn)生導(dǎo)頻支路偽碼信號c_p(t)和數(shù)據(jù)支路偽碼信號c_d(t)；