[發明專利]一種可配置的導航信號兼容捕獲跟蹤裝置

有效

• 申請號: 201811358195.1
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109407121B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張前南;陶磊巖;楊春景;尚佳棟
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

本發明公開了一種可配置的導航信號兼容捕獲跟蹤裝置，在初始狀態下，導航信號經過正交去頻偏模塊后進入相關模塊，相關模塊對導航信號進行相關解擴處理后送入FFT判決模塊，FFT判決模塊在判決成功下輸出捕獲成功標志，結束捕獲過程并啟動跟蹤；在捕獲失敗下步進調整模塊根據系統輸入的導航信號類型選擇不同的搜索步進，調節碼生成模塊進行下一次捕獲過程；在啟動跟蹤后，早中晚相關器輸出多路相關值，觸發峰值跳躍模塊進行副峰鎖定判決，若鎖定在副峰上則促使步進調整模塊進行1/2碼片相位跳躍，與此同時碼環鑒相器和濾波器實現偽碼的實時跟蹤，載波環鑒相器和濾波器完成載波的實時跟蹤。本裝置具有處理難度低、兼容性及通道一致性好等優點。

技術領域

本發明涉及導航信號捕獲和跟蹤領域，特別涉及一種可配置的導航信號兼容捕獲跟蹤裝置，主要用于對新舊體制衛星導航信號的捕獲和跟蹤。

背景技術

隨著全球衛星導航系統(GNSS)的迅速發展，在原有的直擴導航信號(DSSS-BPSK)基礎上，人們發展出了二進制偏移載波(BOC)調制方式，有效地實現了頻段公用、頻譜分離，帶來了更好的抗干擾、高精度測量等優點。

GNSS導航信號的設計實現賦予了多個系統間相互兼容操作的能力，多系統兼容操作指的主要是GPS、北斗(BDS)和伽利略(Galileo)三大導航系統的信號及信息處理具有兼容性。其中GPS的L1C、Galileo的E1和BDS的B1C信號共用原GPS L1頻點，即1575.42MHz，數據分量調制方式是BOC(1,1)，導頻分量分別是TMBOC(6,1,4/33)、CBOC(6,1,1/11)和QMBOC(6,1,4/33)；GPS的L5、Galileo的E5a和BDS的B2a信號使用GPS L5頻點，即1176.45MHz，采用或等價于BPSK(10)調制。在多系統導航接收機的捕獲跟蹤通道硬件實現中，設計出參數可配置的捕獲跟蹤通道有著很大的靈活性和通用性，尤其是在三大導航系統尚未升級改造完成情況下，能兼容原有BPSK調制的導航信號算法尤為重要。

發明內容

本發明目的在于提供一種通道可配置的導航信號兼容捕獲跟蹤裝置，解決新舊體制導航信號的快速捕獲及精確跟蹤問題。具體地，本裝置主要針對新體制導航信號L1C/E1/B1C的BOC(1,1)調制、L5/E5a/B2a的BPSK(10)調制及舊體制導航信號的BPSK(1)/BPSK(2)調制，提供一種參數可配置的捕獲跟蹤裝置，以靈活適應不同的信號類型，實現對導航信號的一體化捕獲跟蹤處理，提高通道的一致性。

本發明提供一種可配置的導航信號兼容捕獲跟蹤裝置，其包括：正交去頻偏模塊、相關模塊、FFT判決模塊、步進調整模塊、碼生成模塊、早中晚相關器、峰值跳躍模塊、碼環鑒相器、載波環鑒相器、碼環濾波器和載波環濾波器。

正交去頻偏模塊的功能為根據捕獲及跟蹤得到的頻率字消除導航信號的載波殘留頻偏；

相關模塊的功能為根據捕獲時間的長短進行導航信號的相關解擴；

FFT判決模塊的功能為根據相關模塊的相關解擴結果進行FFT運算并判決是否捕獲成功；

步進調整模塊的功能為根據導航信號類型及捕獲跟蹤給出的判決信息輸出碼片步進控制字；

碼生成模塊的功能為根據步進調整模塊給出的碼片步進控制字控制擴頻碼的步進，產生相應碼速率的偽隨機序列；

早中晚相關器的功能為對導航信號進行解擴，輸出可供碼環鑒相器和載波環鑒相器使用的多路相關值；

峰值跳躍模塊的功能為解決BOC(1,1)信號在捕獲過程中出現的副峰誤鎖問題；

碼環鑒相器的功能為根據早中晚相關器的相關值輸出偽碼偏移量；

載波環鑒相器的功能為根據早中晚相關器的相關值輸出載波偏移量；

碼環濾波器的功能為濾除偽碼偏移量中的高頻噪聲；