[發明專利]北斗B3I信號的載波頻率牽引方法及裝置

在審

• 申請號: 202011281169.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112596082A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 馮雙記;尹業宏;楊偉新;王世博;韓繼韜
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 高蘭

本發明實施例提供一種基于半毫秒積分鑒別的北斗B3I信號載波頻率牽引方法及裝置，應用場景為北斗B3I接收機的捕獲轉跟蹤信號處理環節，在每毫秒的北斗B3I信號載波頻率牽引過程中，首先提取兩組位于同一數據比特時延下的半毫秒相關積分值，然后采用四象限反正切鑒頻器對兩組半毫秒相關積分值進行鑒頻，再利用載波環濾波器對鑒頻結果進行濾波處理，最后將濾波結果轉換為頻率控制字，以調整載波數控振蕩器輸出的本地載波，最終實現北斗B3I信號載波頻率的大范圍牽引。本發明實施例的主要功能為克服北斗B3I信號頻繁比特跳變會引起鎖頻環鑒頻錯誤而導致環路失鎖的問題，擴大北斗B3I信號載波頻率的有效牽引范圍。

技術領域

本發明涉及導航領域，更具體地，涉及一種基于半毫秒積分鑒別的北斗B3I信號載波頻率牽引方法及裝置。

背景技術

北斗B3I信號既可由北斗二號系統衛星播發，也可由北斗三號系統衛星播發，對北斗衛星導航接收機而言是不可或缺的重要導航信號。

根據北斗B3I信號的ICD文件，北斗衛星播發的導航電文的數據比特周期較短，其中D1導航電文的數據比特周期雖為20ms，但其調制了NH碼，數據比特可能1ms翻轉一次，此外D2導航電文的數據比特周期為2ms。短周期的數據比特會導致載波跟蹤環路在相關積分過程中存在頻繁的比特跳變，導致鎖頻環中的鑒頻器發生鑒頻錯誤的概率顯著增大，極易引發環路失鎖。

發明內容

本發明實施例提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種北斗B3I信號的載波頻率牽引方法及裝置。

根據本發明實施例的第一方面，提供了一種北斗B3I信號的載波頻率牽引方法，包括：

步驟1，讀取1ms的北斗B3I數字中頻數據；

步驟2，將所述1ms的北斗B3I數字中頻數據分別與本地復制的1ms同相I支路、1ms正交Q支路，共兩路載波信號分別進行混頻下變頻，生成I、Q兩支路各1ms的數字零中頻數據，并按照序列順序，劃分為前后兩個0.5ms的I支路零中頻數據，以及前后兩個0.5ms的Q支路零中頻數據；

步驟3，將本地復制的1ms整周期C/A碼，同樣按照序列順序，劃分為前后兩個0.5ms的碼序列，然后與I、Q兩支路前后各0.5ms的數字零中頻數據分別對應進行0.5ms的相關積分累加，生成同一數據比特時延下的前后兩組半毫秒相關積分值；

步驟4，將前后兩組半毫秒相關積分值輸入四象限反正切鑒頻器，并進行相關歷元時間差為0.5ms的四象限反正切鑒頻，得到鑒頻結果；

步驟5，將鑒頻結果輸入至載波環濾波器進行濾波處理，再將濾波結果轉換為頻率控制字，根據所述頻率控制字調整載波NCO輸出的本地載波頻率，最后按照COS表和SIN表復制生成對應I、Q兩路1ms的載波數據；

步驟6，將步驟1～5重復進行多次，實現對北斗B3I信號載波頻率的牽引。

根據本發明實施例的第二方面，提供了一種北斗B3I信號的載波頻率牽引裝置，包括：

讀取模塊，用于讀取1ms的北斗B3I數字中頻數據；

下變頻處理模塊，用于將所述1ms的北斗B3I數字中頻數據分別與本地復制的1ms同相I支路、1ms正交Q支路，共兩路載波信號分別進行混頻下變頻，生成I、Q兩支路各1ms的數字零中頻數據，并按照序列順序，劃分為前后兩個0.5ms的I支路零中頻數據，以及前后兩個0.5ms的Q支路零中頻數據；

積分器，用于將本地復制的1ms整周期C/A碼，同樣按照序列順序，劃分為前后兩個0.5ms的碼序列，然后與I、Q兩支路前后各0.5ms的數字零中頻數據分別對應進行0.5ms的相關積分累加，生成同一數據比特時延下的前后兩組半毫秒相關積分值；