[發明專利]一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法

有效

• 申請號: 202210580017.3
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114879229B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 吳岳洲;劉亮;傅強;張先浩;羅銀輝;何止戈;劉芳;趙精博;賈詩雨;楊建雷
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/37
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

1.一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：利用GBAS地面參考接收機完成衛星導航信號的接收，并將通過AD芯片的數字化信號進行載波多普勒剝離，得到零中頻基帶信號；

步驟2：將每個積分周期的零中頻基帶信號和本地偽碼作相乘求和，判決得到每個積分周期的導航電文符號，并根據符號正負剝離零中頻基帶信號中的導航電文，并對剝離電文后多個積分周期的零中頻基帶信號進行累加；

步驟3：將累加后的零中頻基帶信號與本地偽碼作相關運算，得到相關曲線，并對相關曲線進行內插擴充處理；

步驟4：將內插擴充處理所得相關曲線進行不同采樣長度延遲的循環移位處理，并與移位前的相關曲線相減，提取相減結果中相關峰值所在區域的序列，并對該區域進行擬合，計算擬合方程的根；

步驟5：選取所有不同采樣長度延遲下的擬合方程根結果最大值，如果最大值大于設定閾值，則GBAS系統完成該時刻監測信號畸變的檢測告警；

所述步驟4具體包括步驟：

步驟4.1：選取不同的采樣長度延遲對相關曲線H(n)依據不同的采樣長度延遲進行循環移位處理，得到循環移位序列：

其中，采樣長度延遲Delay(k)＝N×(k-6)/L,k＝1,2,…10,共11個延遲，其中L為本地偽碼的碼長；

將不同的循環移位序列與未移位的相關曲線相減，得到相減結果：

Q_k(n)＝P_k(n)-H(n)

步驟4.2：在所述相減結果Q_k(n)中提取相關峰所在序列：

R_k(x)＝Q_k(x),x＝1,2,…N/L

構造相關峰碼片間隔序列：

S(x)＝x-N/L/2,x＝1,2,…N/L

其中，x表示相關峰所在序列的值的序號；

實現對相關峰碼片間隔序列S(x)與相關峰所在序列R_k(x)的線性擬合，得到的不同的采樣長度延遲Delay(k)對應的擬合系數U_k、V_k計算結果為：

其中，R_k(i)表示相關峰所在序列的第i個值；S(i)表示相關峰碼片間隔序列的第i個值；

步驟4.3：利用所述擬合系數U_k、V_k得到擬合方程的根W_k＝-V_k/U_k。

2.根據權利要求1所述的適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法，其特征在于，所述步驟1中：

GBAS地面參考接收機AD芯片原始采樣的數字化信號為A(n)，剝離載波后的零中頻基帶信號為：

其中，f_c為信號中心頻率，f_d為接收機估計信號多普勒頻率，為接收機估計載波相位，f_s為信號采樣率，n為信號周期數，exp[]表示以自然常數e為底的指數運算。

3.根據權利要求2所述的適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法，其特征在于，所述步驟2具體包括步驟：

步驟2.1：選取剝離載波后的零中頻基帶信號B(n)的一個積分周期和本地偽碼C(n)作相乘求和，并計算判決得到每個積分周期的導航電文符號：

其中，N為一個積分周期的信號序列長度，M為當前接收的零中頻基帶信號的第M個積分周期；B(i)為信號周期數為i時的剝離載波后零中頻基帶信號，i為信號周期數的序號，C(mod(i,N))表示信號周期數為mod(i,N)時的本地偽碼，|·|表示絕對值，mod表示取模值；

步驟2.2：選取計算得到的導航電文符號D(M)，與剝離載波后的零中頻基帶信號B(n)實現對多個積分周期的剝離電文后零中頻基帶信號累加，得到累加后的零中頻基帶信號E(n)，E(n)序列中每個數值的計算方法為：

其中，j為零中頻基帶信號的周期數序號。