[發(fā)明專利]一種超低失真導航信號采集及無混疊分離方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110321661.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113126131B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉亮;蔚保國;易卿武;鄧志鑫;王振華;葉紅軍;郎興康;楊建雷;趙精博;李碩;秦明峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/24;G01S19/23;G01S19/25
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種超低失真導航信號的采集及無混疊分離方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用高增益天線對GNSS導航衛(wèi)星進行實時穩(wěn)定跟蹤，對衛(wèi)星的下行導航信號進行接收；

(2)根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射信號和環(huán)境干擾信號的頻譜分布簇進行帶通重構(gòu)，選定高分辨率的無混疊數(shù)據(jù)速率來提取導航信號；具體方式為：

(201)將衛(wèi)星實際播發(fā)信號和環(huán)境干擾信號的頻譜的起始頻率和終止頻率進行分組，形成無混疊的頻帶分布簇其中k代表不同的衛(wèi)星播發(fā)信號和環(huán)境干擾信號，為起始頻率，為終止頻率，并在全頻段頻譜上重構(gòu)需要處理的帶通濾波器通帶帶寬；

(202)根據(jù)接收采集設備兼容的采集數(shù)據(jù)速率F_s進行遍歷計算，計算分布在無混疊帶寬區(qū)域內(nèi)的頻帶分布簇其中，N₁和N₂為整數(shù)；在遍歷計算中選擇滿足頻帶分布簇計算要求的最大的采集數(shù)據(jù)速率作為數(shù)據(jù)提取速率，利用該數(shù)據(jù)提取速率將衛(wèi)星的下行導航信號提取出來，得到數(shù)字導航信號T₀(n/F_s)；

(3)將理想仿真的標準測試信號通過衛(wèi)星下行導航信號采集傳輸鏈路進行傳輸，利用數(shù)字化閉環(huán)估計傳輸鏈路的系統(tǒng)傳遞函數(shù)；具體方式為：

(301)按照衛(wèi)星的信號標準接口文件，生成調(diào)制方式、偽碼序列和信息電文均與實際信號一致的無失真的理想模擬測試信號T_ideal(t)，并將該信號通過衛(wèi)星下行導航信號采集傳輸鏈路進行傳輸，并利用步驟(202)計算的數(shù)據(jù)提取速率采樣得到T_ideal(n/F_s)，n為采樣點序號；

(302)將導航信號T₀(n/F_s)與模擬測試信號采樣后的信號T_ideal(n/F_s)進行數(shù)字化閉環(huán)頻域計算，利用頻域計算結(jié)果估計傳輸鏈路的系統(tǒng)傳遞函數(shù)H(e^jw)：

其中，DFT為離散傅里葉變換，L為導航信號的序列長度；

(4)將系統(tǒng)傳遞函數(shù)進行數(shù)字化建模，利用最優(yōu)化擬合的方式得到閉環(huán)補償調(diào)理系數(shù)，并完成對衛(wèi)星下行導航信號的校正；具體方式為：

(401)計算系統(tǒng)傳遞函數(shù)的補償函數(shù)H_d(e^jw)：

并利用最優(yōu)化擬合的方式計算閉環(huán)補償調(diào)理系數(shù)h_d(n)：

h_d(n)＝IDFT{H′_d(e^jw)}，

其中，IDFT為離散傅里葉逆變換，H′_d(e^jw)滿足優(yōu)化目標

(402)將實際接收信號與閉環(huán)補償調(diào)理系數(shù)h_d(n)進行卷積運算，得到校正后的信號S_J(n)：

S_J(n)＝T₀(n/F_s)*h_d(n)；

(5)根據(jù)衛(wèi)星下行導航信號的先驗信息進行時頻域精準重構(gòu)，并基于準盲源分離方式完成對導航信號中各信號分量的超低失真分離；具體方式為：

(501)對導航信號中第k個信號分量的先驗的信息d_k(n)、時延τ_k、歸一化功率P_k、副載波頻率f_k以及偽碼序列c_k(n)進行重構(gòu)，重構(gòu)信號為G_k(n)＝P_k·d_k(n-τ_k)·c_k(n-τ_k)·sgn(2πf_kn/F_s)，其中sgn為符號函數(shù)；

(502)保留待處理信號，逐一分離其他分量信號，從而將各分量重構(gòu)的信號進行準盲源分離：

其中，G′_k(n)為分離后的信號，G_i(n)為第i個信號分量的重構(gòu)信號，為G_i(n)的共軛。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低失真導航信號的采集及無混疊分離方法，其特征在于，步驟(1)的具體方式為：

根據(jù)衛(wèi)星的星歷計算當前時刻天線跟蹤站址坐標下，觀測衛(wèi)星信號所需的方位角和俯仰角，通過伺服電機控制高增益天線的運動，完成對衛(wèi)星的跟蹤接收。