[发明专利]一种高动态卫星导航接收机信号的快速重捕方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，涉及一种高动态卫星导航接收机信号的快速重捕方法。 

背景技术

卫星导航定位系统正在以迅猛的速度发展，为科研、军用、民用各种静、动态应用提供定位信息。但GPS信号属微波传送，信号易被衰减、遮挡，特别容易造成移动中接收机短暂的信号失锁、不定位。如何实现导航接收机，特别是高动态情况下导航接收信号失锁后的快速定位是导航接收机在实际使用过程必须要面对的问题。 

传统卫星导航定位系统信号的捕获是一个二维搜索过程，需要同时复现卫星的即时码和载波频率，C/A码有1023个码相位状态，GPS载波频率与多普勒相关联。典型情况下码相位以1/2码片的增量被搜索，每个码相位搜索增量是一个码的分格。每个频率分格大概是2/(3T)Hz，其中T是搜索逗留时间(逗留时间越长频率分格越小)。采用传统的搜索方法进行通道重新捕获，二维的不确定性很大，搜索时间则较长。如果捕获算法采用快捕方法，且捕获时间小于1秒，之后进行位同步、帧同步，理想情况下假设为7秒，那么则在信号捕获到后至少8秒才能给出伪距观测量，这对于执行紧急任务的接收机载体显然是不能容忍的。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高动态情况下信号失锁后重捕的方法。本方法可在实际高动态情况下，根据卫星信号运行的持续、稳定的特性，实现信号失锁后导航信号的快速重捕、定位。 

本发明的技术解决方案是： 

高动态卫星导航接收机信号的快速重捕方法，包括以下步骤： 

步骤1：在每个遍历周期，对卫星导航接收机的各通道进行遍历，检测通道的失锁状态，若存在失锁通道，则转入步骤2； 

步骤2：判断失锁通道的失锁时间是否超出串行搜索间隔，若失锁时间超过串行搜索间隔，则对失锁通道进行普通串行搜索，完成后返回步骤1；否则，转入步骤3； 

步骤3：若卫星导航接收机的码钟正在运行，则确定捕获频点和在确定的频点下的码搜索范围，并关闭码钟，返回步骤1；若卫星导航接收机的码钟已经关闭，则转入步骤4； 

步骤4：读取卫星导航接收机的当前时刻的本地码相位值；根据本地码相位值获得下一遍历周期的伪码相位值；转入步骤5； 

步骤5：比较当前时刻的本地码相位值和下一遍历周期的伪码相位值，获得相对于本地码相位的调整量，并转入步骤6； 

步骤6：利用步骤5获得的调整量，并根据调整量预置码NCO、码相位计数器和历元计数器；打开卫星导航接收机的码钟，重捕结束，转入步骤1。 

在所述步骤3中，码搜索范围通过在确定的捕获频点利用最大相对速度变化率获得，所述最大相对速度变化率为卫星导航接收机已知可达到的最大相对速度变化率。 

在所述步骤4中获得下一遍历周期的伪码相位值利用当前时刻的本地码相位值和最大相对速度变化率获得，所述最大相对速度变化率为卫星导航接收机已知可达到的最大相对速度变化率。 

在所述步骤5中，若本地码相位值超前于下一遍历周期的伪码相位值，则直接将本地码相位值与下一遍历周期的伪码相位值的差值作为调整量；若本地码相位值滞后于下一遍历周期的伪码相位值，则将本地码相位值和下一遍历周期的伪码相位值的差值的补作为调整量。 

所述串行搜索间隔为10秒。 

本发明与现有技术相比具有如下优点： 

1、本发明通过把信号的变化规律类比与物体的运动规律，提出了一个快速重捕算法，该算法的本质是串行搜索方法，但由于利用了之前信号的跟踪信息即前一遍历周期中的本地码相位值等信息，确定出一个较小的搜索范围，且多个通道的信号能同时进行搜索，因此极大的提高了重捕效率。 

2、本发明由于利用预报的方式来确定搜索范围，大大缩短了搜索时间，使该算法尤其适用于高动态(即加速度大于1gm/s²)的接收机。 

附图说明

图1为信号失锁后快速定位方法流程图； 

图2为信号失锁后快速定位的通道控制原理图； 

图3为预置码累积器的流程图。 

具体实施方式

重捕是指在信号失锁一段时间后的捕获，要求捕获速度更快，且信号捕获后，该通道卫星信号的观测量应该马上形成，在具备可靠星历的情况下能立即参与定位解算。 

图1为信号失锁后快速定位实现方法的整体流程图。