[發明專利]一種衛星導航信號高精度時域性能評估方法

有效

• 申請號: 201810922419.0
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109067676B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 嚴濤;王瑛;蒙艷松;雷文英;王國永;邊朗
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04B17/309
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種衛星導航信號高精度時域性能評估方法，采集衛星導航信號，對衛星導航信號包含的N個信號分量進行數據預處理；根據預處理結果將導航信號轉換為基帶信號，獲取需要恢復的第n個信號分量的基帶波形；將恢復的基帶波形與理想基帶波形對比，獲取衛星導航信號第n個信號分量的基帶波形下降沿抖動的均值和標準差，與預設指標值對比，評估基帶波形時域性能。本發明基于電文或子碼符號進行分組累加，通過最小二乘恢復信號分量的基帶波形，不僅能夠同時恢復多個信號分量的基帶波形，而且能夠消除不同信號分量間的相互影響，提升恢復的基帶波形的精度。將恢復的基帶波形與理想帶限的基帶波形的正碼片寬度對比，充分考慮了帶限對分析精度的影響。

技術領域

本發明涉及一種衛星導航信號高精度時域性能評估方法，屬于衛星導航信號性能評估領域。

背景技術

在衛星導航系統建設與運行期間，為了解在軌衛星的工作狀態、系統性能水平，通常需要對空間信號質量進行監測與評估。空間信號質量監測與評估涉及到多方面內容，其中，時域性能評估是衛星導航信號質量監測與評估的重要內容，能夠反映衛星導航信號異常、波形畸變、數字失真情況。

時域性能評估需要恢復出導航信號的時域基帶波形。然而，與傳統的衛星導航信號相比，新一代衛星導航信號結構復雜，通常在一個頻點上同時提供開放服務信號和授權服務信號，每個服務信號又劃分為數據分量和導頻分量，導致一個頻點通常需要播發3個甚至更多的信號分量。例如，根據《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件公開服務信號B1C(1.0版)》公布內容，北斗三號系統將在B1頻點播發的開發服務信號就包括B1Cd和B1Cpa和B1Cpb分量。此外，為了最大化功率放大器的效率并減少信號失真，衛星導航信號普遍采用恒包絡復用技術，通過引入交調信號項實現恒包絡，使得衛星導航信號結構更加復雜。

為了從復雜的恒包絡復用后的導航信號中恢復單個服務信號分量的時域基帶波形，常規的方法是利用開放服務信號偽碼的周期性，并假定不同信號分量的電文/子碼是隨機性的，通過將多個偽碼周期的信號直接進行累加得到期望信號分量的基帶波形。然而，當電文/子碼不是理想隨機時，恢復的基帶波形中包含其他信號分量的殘留，進而影響時域性能評估的精度。

目前，針對衛星導航信號時域性能評估，國內學者提出了多個方法，專利“一種GNSS基帶信號的評估方法”(CN 102571652 A)使用周期累加平均復現信號時域波形及碼片邊沿特性，對時域波形進行評估。專利“高性能導航衛星空間信號質量評估方法”(CN103033824 A)將復現的碼片波形與標準碼片波形對比，判斷碼片波形是否存在畸變，包括模擬畸變和數字畸變。上述專利的保護核心是信號質量評估指標的全面性，不涉及時域基帶波形恢復的具體步驟。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種衛星導航信號高精度時域性能評估方法，通過高精度恢復衛星導航信號時域基帶波形，實現了對時域基帶碼片波形下降沿抖動的均值和標準差的評估。

本發明目的通過如下技術方案予以實現：

提供一種適用于衛星導航信號的基帶波形恢復方法，包括如下步驟：

(1)用高速數據采集設備采集衛星導航信號；

(2)對N個信號分量進行數據預處理，獲取每個信號分量M個碼周期的數據起始點位置、采樣點數目、載波頻率與相位、電文或子碼符號；

(3)根據預處理結果將導航信號轉換為基帶信號，獲取需要恢復的第n個信號分量的基帶波形。

優選的，根據預處理結果將導航信號轉換為基帶信號，提取所需信號分量的基帶波形的具體方法如下：

2.1取第m個碼周期的導航信號數據，1≤m≤M，根據預處理得到的載波頻率與相位，下變頻為基帶信號；