[發明專利]一種衛星導航BOC信號的三環跟蹤方法

在審

• 申請號: 201811596299.6
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109782309A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 師彬;王亞峰;張帆;張驊;魏敬法
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種衛星導航BOC信號的三環跟蹤方法，載波NCO輸出同向本地載波信號和正交本地載波信號，子載波NCO輸出同向本地子載波信號和正交本地子載波信號，碼NCO產生超前本地偽隨機碼、即時本地偽隨機碼和滯后本地偽隨機碼，實現輸入中頻信號與本地載波信號、本地子載波信號和本地偽隨機碼的相干積分，經過鑒頻器和鑒相器分別輸出頻差和相差，經過子載波鑒相器輸出子載波相差，經過碼環鑒相器輸出碼鑒相結果。本發明實現子載波環路的設計，充分發揮BOC調制信號跟蹤精度高的優點，提高接收機的環路跟蹤性能，并且三環跟蹤方法具有較強的通用性，對低階或高階的BOC調制信號以及對正弦或余弦的子載波信號，均具有較好的適用性。

技術領域

本發明屬于衛星導航信號跟蹤領域，是一種對二進制偏移載波(Binary OffsetCarrier，BOC)調制信號實現快速、準確跟蹤的通用性方法。

背景技術

在新一代全球導航衛星系統(the Global Navigation Satellite System，GNSS)播發的衛星信號中，BOC調制信號具有緩解頻譜資源緊張、增強系統抗干擾能力和提高定位測速精度等優勢。實現對BOC調制信號的快速、準確跟蹤是整個數字信號處理中核心的部分。常見的BOC調制信號的跟蹤方法有BPSK-Like跟蹤法、自相關副峰消除技術(ASPeCT，Auto-correlation Side-Peak Cancellation Technique)和跳峰(Bump-Jump)跟蹤法。

BPSK-Like跟蹤法利用BOC信號的功率譜密度函數接近兩個BPSK信號的特點，用帶通濾波器濾出BOC信號的兩個主瓣，然后采用常規BPSK調制信號的跟蹤方法進行跟蹤。這種方法的優點是結構簡單，可直接利用BPSK調制信號的跟蹤結構來對BOC信號進行相關處理。但是，其缺點是實現過程中需要使用濾波器，占用較多的硬件資源，而且將BOC調制信號轉化成類似BPSK信號來處理，沒有充分利用BOC調制信號碼跟蹤精度更高的優勢。

ASPeCT跟蹤方法通過相關函數的重構來消除BOC信號自相關函數的副峰帶來的影響，使得重構的相關函數具有類似BPSK信號的單峰值特性。但是這種方法針對sin-BOC(n，n)調制信號效果較好，無法適用其它類型的BOC信號，通用性較差。

Bump-Jump跟蹤方法是一種基于副相關峰檢測的模糊性跟蹤方法，它并沒有消除BOC信號的自相關函數的多峰值特性，而是在跟蹤穩定時對是否發生誤鎖進行判斷，根據判斷結果以決定是否進行本地碼相位的調整，從而確保跟蹤鎖定在自相關函數的主峰位置。這種方法對低階BOC調制信號效果較好，但是對于高階BOC信號而言，需要判決的次數增加，會導致跟蹤收斂需要的時間加長，也不適合高動態場景。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種衛星導航BOC信號的三環跟蹤方法，將BOC調制信號中的子載波近似成一個純正弦載波或純余弦載波，并在BPSK跟蹤的基礎上增加了一個子載波環路(SPLL：Subcarrier Phase Lock Loop)的設計步驟，通過三個相互獨立的環路分別估計載波相位、偽碼相位和子載波相位，從本質上消除了BOC信號跟蹤的誤鎖定問題，且具有很好的通用性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

步驟一，載波NCO輸出同向本地載波信號carrierI和正交本地載波信號carrierQ；

步驟二，子載波NCO輸出同向本地子載波信號subcarrier1和正交本地子載波信號subcarrierQ；

步驟三，碼NCO產生超前本地偽隨機碼EarlyCode、即時本地偽隨機碼PromptCode和滯后本地偽隨機碼LateCode；