[發明專利]一種高動態衛星導航信號的快速捕獲和跟蹤系統和方法

有效

• 申請號: 201611260940.X
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106855628B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 曾嬋;李衛民;畢波;吳雨航;陳啟亮
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

1.一種高動態衛星導航信號的快速捕獲和跟蹤方法，其特征在于，包括：

S1、設置捕獲中部分匹配濾波器的個數和每個部分匹配濾波器的長度，設置快速傅里葉變換的點數；讀取第一積分長度T_coh的中頻信號Signal_IF并濾去直流成分得到信號Signal_0DC，將信號Signal_0DC分別與本地載波NCO產生的I路和Q路相乘，進行混頻，獲得xCarrier信號；

S2、對xCarrier信號進行加窗處理后輸入到部分匹配濾波器，對每個部分匹配濾波器輸出結果進行加窗處理后，進行快速傅里葉變換；

S3、對經快速傅里葉變換運算后的信號進行峰值判決，得到捕獲結果多普勒頻移f_dacq；

S4、進入跟蹤階段，讀取第二積分長度的中頻信號Signal_IF與本地載波的I路和Q路相乘，獲得混頻后I路和Q路信號，分別與本地超時、即時和滯后偽碼進行相關運算；對相關后結果進行積分清除得到相干積分值包括I路信號與超時偽碼相干積分值I_E、I路信號與即時偽碼相干積分值I_P、I路信號與滯后偽碼相干積分值I_L和Q路信號與超時偽碼相干積分值Q_E、Q路信號與即時偽碼相干積分值Q_P、Q路信號與滯后偽碼相干積分值Q_L；

S5、對I路信號與即時偽碼相干積分值I_P和Q路信號與即時偽碼相干積分值Q_P去除符號的影響，作為擴維無跡卡爾曼濾波模塊的測量值，擴維無跡卡爾曼濾波模塊進行載波跟蹤得到狀態量x_k＝[x_p；x_w；x_a；x_j]_k的最佳估計值，進而獲得載波相位差估計值x_pk；載波相位差估計值x_pk實時修正本地載波NCO的角頻率值w_NCOk+1；其中x_p為接收載波與接收機本地載波的相位差；x_w為接收載波的多普勒頻移；x_a是接收載波的多普勒頻移x_w的一階變化率；x_j是接收載波的多普勒頻移x_w的二階變化率；

S6、接收I路信號與超時偽碼相干積分值I_E、I路信號與滯后偽碼相干積分值I_L和Q路信號與超時偽碼相干積分值Q_E、Q路信號與滯后偽碼相干積分值Q_L經過碼鑒相器輸出碼相位差異δ_cp，δ_cp經過環路濾波器后與本地載波NCO的角頻率值w_NCOk+1經過比例器κ_c后的結果相加，相加的和M作為C/A碼NCO模塊的控制輸入量，C/A碼NCO模塊實時輸出頻率f_co，頻率f_co驅動C/A碼發生器生成本地超時、即時和滯后偽碼。

2.根據權利要求1所述的一種高動態衛星導航信號的快速捕獲和跟蹤方法，其特征在于，步驟S2中兩次進行加窗處理的窗函數W(w)如下：

W_R(w)為長為N的矩形窗的幅度特性，N取部分匹配濾波器幅頻響應的主瓣寬度；w為頻率值。

3.根據權利要求1所述的一種高動態衛星導航信號的快速捕獲和跟蹤方法，其特征在于，將加窗處理后xCarrier信號分為K段，分別輸入到K個部分匹配濾波器，與本地偽碼進行相關運算，對相關運算后的結果進行累加得到部分匹配濾波器的K組輸出值。