[发明专利]双偏移载波信号获取及追踪装置和方法

说明书

技术领域

本发明有关于双偏移载波调制信号(binary offset carrier，以下简称为BOC信号)的处理程序，尤其有关于，卫星导航接收器在获取和追踪模式下处理BOC信号的方法和装置。

背景技术

现今可利用的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，以下简称GNSS)不只一种，一个接收器可以支持多重规格适地服务(locationbased service；以下简称LBS)、无线多媒体通信以及广播信号成为可预期的趋势。以多重规格LBS为例，此种可支持GNSS信号多模态接收的接收器可以增强定位的准确度和实现更多的服务。在GNSS系统中，不同的信号频带支持着不同的服务。因为愈来愈多的频带必须被支持，因而会发生频带重叠。

GPS是一个由卫星持续传送高频无线信号网络的美国卫星导航系统，信号承载时间和距离信息，这些信息可由GPS接收器来接收，以便使用者可以在地球上精准定位。伽利略(Galileo)系统，一个新兴的欧洲卫星导航系统，提供更高的功率信号和更稳定的调制，能够让用者即使在较差的环境下也能接收到微弱的信号。当两者合并时，Galileo系统和GPS系统将提供多达目前所使用的两倍的卫星来源数目。这种方式提供了较大的冗余，而且对使用者也有很大的效益。除了安全与救援(SAR)服务之外，GPS和Galileo的合并基本上会有四个频带。GPS和Galileo系统会共享某些信号频带。换言之，GPS和Galileo共享某些中心频率而且以相同的某些载波传送信号。举例来说，GPS L1和Galileo E2-L1-E1共享相同的频带，必须以特定的调制方式来降低系统间和系统内的干扰。双偏移载频调制(以下简称BOC)为广泛使用的方法。

此BOC调制通过一个方波副载波乘上一个虚拟随机噪声(pseudo-randomnoise；PRN)展频码信号(以下简称为PRN码信号)实现。此方波具有PRN展频码的码率(code rate)的倍数的频率。图1为BOC调制的波形图。此BOC的正弦波(简称为BOC)信号的产生通过混合方波的正弦波和PRN码信号产生，然而，BOC的余弦波信号的产生通过将方波的余弦波和PRN码信号混合而产生。

BOC信号具有一个利用副载波频率将中心频率的两个主波瓣率位移的对称性分离频谱，此BOC信号的特性取决于展频码片率(chip rate)、副载波频率以及在PRN码片内的副载波定相。现有技术在GNSS领域内表示BOC调制信号以BOC(fc，fs)来表示，其中fc为码片率；fs为副载波的频率。然而fc、fs也经常表示为参考频率1.023MHz的倍数。因此，BOC信号也可以BOC(n，m)来表示，其中n为PRN码片率fc的1.023MHz的倍数；m为副载波fs的1.023MHz的倍数。

对于卫星信号导航而言，BOC信号比较适合应用于追踪白噪声(whitenoises)，此方式与独立展频码相比较，提供较佳的固有的多径缓解(multipathmitigation)。然而，由于多峰值的自相关性现象使得BOC方式在获取和追踪上显得较为困难。存在BOC信号里的副载波在BOC自相关性的-1/+1码片范围内导致次要峰值的产生。图2为BOC(1，1)自相关性的相关性结果示意图。换言之，对BOC(1，1)和BOC(1，1)进行相关性计算。如图所示，中央主峰值的两侧分别具有一个谷值。为计算其相关功率，通常使用相关平方值。因此，以相关的功率的角度来看，这两个谷值将导致两个次峰值的产生。这些次峰值将可能会导致失锁(mis-lock)问题。换言之，即一个接收器可能锁定住次峰值而不是主峰值，因此造成错误的追踪。而可能在范围测定时产生一个近乎150米的严重误差。此错误在导航中是不被允许的。

发明内容

有鉴于此，需要提供一种BOC信号获取和其追踪方法以及装置以解决上述问题。

本发明提供一种双偏移载波信号获取及追踪装置，包含载波单元，用以产生载波；码单元，用以产生副载波，副载波包含双偏移副载波和双偏移副载波的至少一个谐波；码延迟区块，接收信号，通过利用来自载波单元的载波将载波成分从接收的信号移除，将信号和来自码单元的副载波混合，并且将混合结果积分。

本发明还提供一种双偏移载波信号获取和追踪方法，包含接收信号；产生载波；产生副载波，副载波包含双偏移副载波和双偏移副载波的至少一个谐波；通过利用载波以从信号移除载波成分；将信号和副载波混合；以及积分混合结果。