[发明专利]用于互相关毛刺减轻的装置和方法

说明书

I.领域

本公开一般涉及用于互相关毛刺减轻的装置和方法。更具体地，本公开涉及减轻GNSS接收机中的卫星信号干扰。

II.援引

授予Roh的题为“Cross-Correlation Mitigation Method and Apparatus ForUse In A Global Positioning System Receiver(用于全球定位系统接收机中的互相关减轻方法和装置)”的美国专利No.7,209,076由此通过援引纳入本专利说明书中。

背景

全球卫星导航系统(GNSS)接收机通过计算从多个GNSS环地轨道卫星和/或伪卫星(在本文中统称为“GNSS源”)同时发射的测距信号的相对抵达时间(TOA)来确定位置。GNSS源除发射测距信号之外还发射时基和卫星轨道(例如，星历)数据。如本文所描述的，GNSS源可包括美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯Glonass系统、欧洲Galileo(伽利略)系统、任何使用来自卫星系统的组合的卫星的系统、或任何在将来开发的卫星系统(统称为“SPS”或即“卫星定位系统”)。此外，一些定位系统利用伪卫星或卫星与伪卫星的组合。伪卫星是基于地面的发射机，其广播在可与SPS所提供的时间同步的载波信号上调制的诸如PN码(类似于GPS或CDMA蜂窝信号)的测距码。伪卫星在其中不能从轨道卫星得到SPS信号的情形中是有用的。在本文中述及的GNSS源包括SPS、伪卫星或其组合。

GNSS接收机确定距各个GNSS源的伪距并使用计算出的伪距、时基和星历数据来计算接收机的位置。伪距是测得的接收自每个GNSS源的信号与本地基准函数之间的时延(亦称为码相)值。对GNSS源信号的捕获会花费达若干分钟，且必须使用足够强的收到信号来实现以达成低差错率。

每个GNSS源发射由其相位被用来提供定位应用所需的时间(以及由此的距离)准确度的码所调制的RF信号。在一些系统中，伪随机噪声(PN)测距码对于每个GNSS源(例如，美国GPS系统)而言是唯一的，而在其他系统中使用公共码但是载波频率对于GNSS源而言是唯一的(例如，俄罗斯Glonass系统)。另外，RF信号也被导航数据消息调制。在一个示例中，GPS源在相同时间下使用相同载波频率发射。因此，GNSS接收机通过众所周知的码分多址(CDMA)技术来将每个GNSS源信号区分开。PN码被选择成彼此几乎正交(不相关)。处于描述而非限制的目的，以下描述主要集中在CDMA卫星系统。

为了确定GNSS接收机的位置信息，需要信号的发射与信号在接收机处的接收之间的时间。时间差可通过(例如)解调导航消息的数据流以及使用帧和比特同步来部分地确定，同时收到信号的PN码相偏移量被用来更精确地确定时间。对特定卫星的码相偏移量的初始确定被称为对该卫星的捕获。

通常，为了捕获并跟踪与若干其他GNSS源共同可见的合意GNSS源，GNSS接收机可复制唯一性PN码和包括多普勒偏移的载波信号以生成两维基准函数。GNSS接收机随后可将收到信号(其为GNSS接收机收到的众多GNSS源信号的合成)与两维基准函数相关以得到以时延和多普勒偏移为索引的两维相关函数。当基准函数的时延和多普勒偏移与传入PN码的时延和合意信号(从收到信号中提取的)的多普勒偏移相匹配时，出现最大相关。继捕获之后，GNSS接收机通过连续调节时延和多普勒偏移(其随接收机与卫星之间的相对速度的不同而变化)来保持对合意信号的跟踪。

通常，从不同GNSS源传送的信号彼此并不显著地干扰，因为它们使用唯一性PN码(彼此几乎正交)和/或唯一性载波频率。干扰水平取决于收到信号的相对振幅。在一些状况下，GNSS源发射的一个或多个信号可相对于其他GNSS源发射的信号衰减。强GNSS信号的存在产生干扰，这种干扰会降低跟踪较弱GNSS信号的能力。