[发明专利]卫星接收机中使用载波环来辅助码环的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航信号处理技术领域，尤其涉及一种卫星接收机中使 用载波环来辅助码环的方法和装置。

背景技术

在实际应用当中，卫星接收机使用环路实时跟踪卫星信号，从卫星信号 中提取观测量和电文用于定位、测速和定时。一般而言，卫星接收机的环路 分为码环和载波环，其中载波环负责跟踪信号的载波，码环负责跟踪信号中 的伪随机码，实现精确的码同步。码环和载波环都是在FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)中实现的。

现有技术中的码环的滤波器和鉴相器部分是在软件中实现的，一种码环 的环路滤波器和鉴相器部分的结构示意图如图1所示。由图1可见，码环的环 路滤波器是个高阶环，由多级(一般为3极)积分器构成，这种结构的码环 的环路为保证其动态性能，环路带宽不能设的太窄。为了提高码环的精度和 动态性能，降低码环的环路带宽，需要使用载波环来辅助码环。

现有技术中的一种使用载波环来辅助码环的方法为：在导航卫星信号 中，载波和伪码的速率的比值是个固定的常数，因此如果载波环跟踪上了卫 星信号后，则可以从载波环中得到载波的频率字，由这个频率字除以一个系 数就能够得到码环的频率字。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术中的使用载波环来辅 助码环的方法的缺点为：载波环辅助码环是在软件中实现的，由于字长效应 和反馈延时，该方法中的载波的频率字除以一个系数的算法过程具有一定的 偏差，由载波环得到的多普勒效应不能精确的反映到码环中，从而使得到的 码环的频率字和观测量值的精度不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种卫星接收机中使用载波环来辅助码环的方法和 装置，以提高得到的码环的频率字和观测量值的精度。

一种卫星接收机中使用载波环来辅助码环的方法，包括：

将卫星接收机的载波环路的载波频率字乘以卫星接收机的本地时钟得到 第一频率字，根据所述第一频率字，以及卫星接收机的本振频率字和静态情 况下的伪码频率得到步进频率字；

将在每个本地时钟的周期内得到的多个所述步进频率字累加，得到累加 值，通过比较所述累加值和预定的常数的大小输出进位信号，所述预定的常 数根据卫星接收机的本振频率字、静态情况下的伪码频率和本地时钟的频率 产生；

根据所述进位信号计算出卫星接收机的码环环路的频率字。

一种卫星接收机中使用载波环来辅助码环的装置，包括：

步进频率字获取模块，用于将卫星接收机的载波环路的载波频率字乘以 卫星接收机的本地时钟得到第一频率字，根据所述第一频率字，以及卫星接 收机的本振频率字和静态情况下的伪码频率得到步进频率字；

进位信号输出模块，用于将在每个本地时钟的周期内得到的多个所述步 进频率字累加，得到累加值，通过比较所述累加值和预定的常数的大小输出 进位信号，所述预定的常数根据卫星接收机的本振频率字、静态情况下的伪 码频率和本地时钟的频率产生；

码环频率字获取模块，用于根据所述进位信号计算出码环环路的频率 字。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例可以使 用加法器、减法器等硬件来实现载波环辅助码环，避免了除法运算所带来的 码环环路的频率字的计算误差。能显著提高码环环路的频率字和观测量值的 精度，在不使用载波平滑的条件下就能实现准确定位测速。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种码环的环路滤波器和鉴相器部分的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的卫星接收机中使用载波环来辅助码环的方法 的处理流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种作为码环的环路的一阶环的结构示意 图；

图4为本发明实施例提供的一种卫星接收机中使用载波环来辅助码环的装 置的具体实现结构图。

具体实施方式