[發(fā)明專利]一種導(dǎo)航信號分量相位偏差測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710344840.3
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107272026B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙毅;崔小準(zhǔn);劉崇華;王璐;郝文宇;吳振宇;聶欣;李懿;鐘兆豐
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

一種導(dǎo)航信號分量相位偏差測試方法，通過A/D采樣器對導(dǎo)航信號發(fā)生設(shè)備輸出的導(dǎo)航信號進(jìn)行采樣，采樣器與導(dǎo)航信號發(fā)生設(shè)備使用同一個頻率基準(zhǔn)。使用標(biāo)稱的導(dǎo)航信號中心頻率和參考支路偽隨機碼完成采樣數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，確定采樣信號中對應(yīng)參考支路偽隨機碼起始點，從該起始點開始，讀取長度為1個參考支路偽隨機碼長度的導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)，并進(jìn)行載波剝離；然后，各支路導(dǎo)航信號分別用偽隨機碼生成的本地基帶，對兩路載波剝離后的導(dǎo)航信號進(jìn)行相乘累加和相位鑒別，得到各信號支路的載波初相；最后得到導(dǎo)航信號分量相位偏差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航信號分量相位偏差測試方法。

背景技術(shù)

為了提供高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，導(dǎo)航衛(wèi)星必須提供連續(xù)、高精度和高完好性的導(dǎo)航信號、導(dǎo)航信號的質(zhì)量影響衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶的定位、測距性能，因此，導(dǎo)航衛(wèi)星在發(fā)射前的地面測試中，必須對導(dǎo)航衛(wèi)星的導(dǎo)航信號進(jìn)行嚴(yán)格評估，確保衛(wèi)星在軌后信號質(zhì)量能滿足用戶的需求。

對于傳統(tǒng)的無線電數(shù)字載波調(diào)制信號，如QPSK、BPSK、GSM等，通常采用商用矢量信號分析儀器，或者采用基于通用儀器和矢量信號分析軟件結(jié)合的測試系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量評估，但是，現(xiàn)代的衛(wèi)星導(dǎo)航信號體制中，同一載波頻點上往往存在個不同調(diào)制方式的信號，不能使用通用的商用矢量信號分析或者矢量信號分析軟件進(jìn)行分析。目前，對導(dǎo)航信號的質(zhì)量評估均采用高速采樣，然后對采樣后的數(shù)據(jù)使用數(shù)字信號處理評估信號質(zhì)量。導(dǎo)航信號分量相位偏差是導(dǎo)航信號質(zhì)量評估項目中的關(guān)鍵項目。導(dǎo)航信號分量相位偏差是通過對導(dǎo)航信號處理，獲取同頻點各支路導(dǎo)航信號的載波在同一時刻的初始相位，以其中一路為參考，其他各支路載波初始相位與參考支路初始相位求差來得到，因此，這個項目評估精度取決于各支路載波初相的獲取精度。

對于導(dǎo)航信號的相位的獲取，傳統(tǒng)的處理方式基于延遲鎖定環(huán)的處理結(jié)構(gòu)，這種方式中要求的信號持續(xù)時間長，導(dǎo)致微波采樣數(shù)據(jù)龐大，而且這種結(jié)構(gòu)中，利用環(huán)路濾波器的輸出跟蹤載波，理論上總是存在一定的跟蹤誤差，導(dǎo)致本地載波和實際的信號標(biāo)稱中心頻率存在頻率差，而且這種結(jié)構(gòu)只能比較準(zhǔn)確地分離QPSK信號，對于恒包絡(luò)多調(diào)制方式的現(xiàn)代導(dǎo)航信號，無法分別獲取各支路的初始相位相位。論文《數(shù)字波形匹配的導(dǎo)航信號載波精密同步方法》(劉崇華、崔小準(zhǔn)、王璐等，中國計量學(xué)院學(xué)報vol25(4)，p14～19，2014年12月)中提出一種計算導(dǎo)航信號初始相位的方法，該方法盡管有較高的估計精度，但是載波的相位獲取是通過在本地生成不同初相的本地數(shù)字波形數(shù)據(jù)與采樣信號進(jìn)行相關(guān)匹配，每次匹配，需要進(jìn)行一次運算量大的運算，為了提高精度，需要更多的匹配次數(shù)，此外，當(dāng)同一頻點的信號支路數(shù)目較多時，各支路導(dǎo)航信號之間的交調(diào)分量對匹配的峰值造成影響，這種方法是根據(jù)本地不同初始相位的數(shù)字波形來匹配待分析數(shù)據(jù)，交調(diào)分量導(dǎo)致匹配峰值的畸變，結(jié)果會導(dǎo)致獲取的載波相位誤差變大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種導(dǎo)航信號分量相位偏差測試方法，實現(xiàn)了導(dǎo)航信號發(fā)生器的同頻點多支路導(dǎo)航信號的信號分量相位偏差的精密測試。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種導(dǎo)航信號分量相位偏差測試方法，步驟如下：

(1)用高速A/D采樣器對導(dǎo)航信號發(fā)生器生成的導(dǎo)航信號采樣；

(2)以同頻點多路導(dǎo)航信號中的一個支路作為參考信號，即第1個導(dǎo)航信號之路，設(shè)參考支路導(dǎo)航信號的偽隨機碼周期為T_c，任意時刻連續(xù)提取長度為2T_c的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)；

(3)根據(jù)采樣率f_s和導(dǎo)航信號的標(biāo)稱中心頻率f_d，生成時間長度為T_c、初相為0的本地載波正弦波數(shù)據(jù)W_s和初相為0的本地載波余弦波數(shù)據(jù)W_c，其中本地載波頻率為f_l＝f_d；