[發(fā)明專利]一種提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)測(cè)速精度的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011526708.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN112612041A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永剛;曾毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都北斗奇芯科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/24
• 分類號(hào): G01S19/24;G01S19/52
• 代理公司: 成都天匯致遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51264
• 代理人: 韓曉銀

本發(fā)明涉及一種提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)測(cè)速精度的方法。本發(fā)明包括以下步驟：接收機(jī)捕獲到北斗系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)后，使用載波環(huán)跟蹤衛(wèi)星載波頻率；將載波環(huán)每次相干積分后測(cè)量的衛(wèi)星載波多普勒數(shù)據(jù)保存到接收機(jī)的FIFO中；對(duì)FIFO中的多普勒數(shù)據(jù)，在多普勒序列中進(jìn)行平滑處理，得到衛(wèi)星多普勒平滑值；利用衛(wèi)星多普勒平滑值計(jì)算接收機(jī)速度。本發(fā)明針對(duì)接收機(jī)載波環(huán)短時(shí)相干積分，可顯著降低多普勒測(cè)量誤差，獲得較高的測(cè)速精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)測(cè)速精度的方法。

背景技術(shù)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱北斗系統(tǒng)）是中國(guó)自主建設(shè)運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。2000年年底，建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，向中國(guó)提供服務(wù)；2012年年底，建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；2020年，建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。其中，北斗一號(hào)系統(tǒng)是非自主定位，北斗二號(hào)、三號(hào)系統(tǒng)是自主定位，被廣泛使用。

北斗二號(hào)系統(tǒng)標(biāo)稱空間星座由5顆GEO衛(wèi)星、5顆IGSO衛(wèi)星和4顆MEO衛(wèi)星組成；北斗三號(hào)系統(tǒng)標(biāo)稱空間星座由3顆GEO衛(wèi)星、3顆IGSO衛(wèi)星和24顆MEO衛(wèi)星組成。

北斗二號(hào)系統(tǒng)根據(jù)速率和結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)航電文分為D1導(dǎo)航電文和D2導(dǎo)航電文。D1導(dǎo)航電文速率為50bps，并調(diào)制有速率為1kbps的二次編碼，內(nèi)容包含基本導(dǎo)航信息（本衛(wèi)星基本導(dǎo)航信息、全部衛(wèi)星歷書信息、與其它系統(tǒng)時(shí)間同步信息）；D2導(dǎo)航電文速率為500bps，內(nèi)容包含基本導(dǎo)航信息和廣域差分信息（北斗系統(tǒng)的差分及完好性信息和格網(wǎng)點(diǎn)電離層信息）。GEO衛(wèi)星播發(fā)的B1I、B3I信號(hào)采用D2導(dǎo)航電文。北斗三號(hào)系統(tǒng)的B2b信號(hào)采用B-CNAV3導(dǎo)航電文格式，符號(hào)速率為1000sps。這些導(dǎo)航電文都調(diào)制在載波上，由衛(wèi)星廣播發(fā)送。

當(dāng)北斗接收機(jī)捕獲、跟蹤到可見衛(wèi)星信號(hào)后，通常使用載波環(huán)跟蹤衛(wèi)星載波頻率，從而測(cè)量到衛(wèi)星載波多普勒，再利用多普勒解算出接收機(jī)速度。由于載波上調(diào)制了導(dǎo)航電文，所以載波環(huán)的相干積分時(shí)間都不能大于導(dǎo)航電文的符號(hào)寬度。對(duì)于上述D2導(dǎo)航電文，載波環(huán)相干積分時(shí)間最大為2ms；而B-CNAV3導(dǎo)航電文，載波環(huán)相干積分時(shí)間最大為1ms。然而，較短的相干積分時(shí)間會(huì)使載波環(huán)誤差變大，影響衛(wèi)星多普勒測(cè)量精度，進(jìn)而導(dǎo)致接收機(jī)在接收上述北斗信號(hào)時(shí)，解算出的速度精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)測(cè)速精度的方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)測(cè)速精度的方法，包括以下步驟：

接收機(jī)捕獲到北斗系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)后，使用載波環(huán)跟蹤衛(wèi)星載波頻率；

將載波環(huán)每次相干積分后測(cè)量的衛(wèi)星載波多普勒數(shù)據(jù)保存到接收機(jī)的FIFO中；

對(duì)FIFO中的多普勒數(shù)據(jù)，在多普勒序列中進(jìn)行平滑處理，得到衛(wèi)星多普勒平滑值；

利用衛(wèi)星多普勒平滑值計(jì)算接收機(jī)速度。

所述對(duì)FIFO中的多普勒數(shù)據(jù)，在多普勒序列中進(jìn)行平滑處理，得到衛(wèi)星多普勒平滑值，具體為：

在多普勒序列中，以寬度為7的滑動(dòng)窗滑動(dòng)，依次計(jì)算第[i-7，i]這7個(gè)多普勒數(shù)據(jù)的均值，作為第i-3個(gè)多普勒的平滑值，從而接收機(jī)在Ti時(shí)刻計(jì)算得到Ti-3時(shí)刻的衛(wèi)星多普勒平滑值。

所述利用衛(wèi)星多普勒平滑值計(jì)算接收機(jī)速度，具體為：

利用Ti時(shí)刻平滑后的衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)計(jì)算Ti-3時(shí)刻的接收機(jī)速度。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

1、本發(fā)明針對(duì)接收機(jī)載波環(huán)短時(shí)相干積分，可顯著降低多普勒測(cè)量誤差，獲得較高的測(cè)速精度。