[發(fā)明專利]一種導(dǎo)航衛(wèi)星接收機的信號載波環(huán)跟蹤方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011608093.8
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112748450A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉衛(wèi);顧明星;牟明會;胡媛;王勝正
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/37
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 裴姣姣

1.一種導(dǎo)航衛(wèi)星接收機的信號載波環(huán)跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：獲取衛(wèi)星信號的中頻信號，并與本地載波信號混頻，獲取同相信號即I信號，和正交信號即Q信號；

步驟二：根據(jù)所述的I信號和Q信號，經(jīng)載波頻率鑒別器獲得k-1和k兩相鄰時刻的頻率差

其中，下標k表示k時刻，I_k表示k時刻的同相信號，Q_k表示k時刻的正交信號，T表示k-1和k兩相鄰時刻的時間間隔；

步驟三：根據(jù)角頻率差，確定載波環(huán)的更新方程

其中，A_k為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，為k時刻載波狀態(tài)量，f_k為接收到的衛(wèi)星信號的載波頻率,為接收到的衛(wèi)星信號的載波頻率率，n_k為系統(tǒng)噪聲，H_k為量測轉(zhuǎn)移矩陣，v_k為量測噪聲；

步驟四：根據(jù)載波環(huán)的更新方程，確定無跡卡爾曼濾波的采樣點和權(quán)值

其中，為采樣點，n為狀態(tài)量的維度，λ＝α²(n+κ)-n為比例因子，α確定采樣點的分布，P_k為狀態(tài)量x_k的方差，為矩陣平方根的第i列；

步驟五：根據(jù)無跡卡爾曼濾波中的比例修正方法，確定sigma點的權(quán)重

其中，和分別為sigma點均值和方差的權(quán)值，β為非線性高階信息的參數(shù)。

步驟六：根據(jù)載波環(huán)的更新方程，無跡卡爾曼濾波更新過程為

一步預(yù)測狀態(tài)值的均值為

一步預(yù)測狀態(tài)值的方差為X_k|k-1為狀態(tài)量的一步預(yù)測值，P_XX,k|k-1為一步預(yù)測狀態(tài)量的協(xié)方差陣，Q_k系統(tǒng)狀態(tài)噪聲方差；

一步預(yù)測量測值的均值為

一步預(yù)測量測值的方差為Y_k|k-1為一步預(yù)測量測值，P_YY,k|k-1為一步預(yù)測量測值的協(xié)方差；

一步預(yù)測狀態(tài)值和一步預(yù)測量測值的協(xié)方差為

增益為

目標狀態(tài)的后驗均值為X_k＝X_k|k-1+K_k(Y_k-Y_k|k-1)；

目標狀態(tài)的后驗方差為K_k為增益矩陣，X_k為當前狀態(tài)值，P_k為當前協(xié)方差；

步驟七：根據(jù)新的載波狀態(tài)量，新的偽距率變化量的計算公式為

其中，c是光速，Δf_k為相鄰時刻載波頻率的變化量，為相鄰時刻載波頻率率的變化量；

步驟八：根據(jù)新的載波頻率f_k，返回步驟一生成新的本地載波。