[发明专利]同步导航电文的方法、接收机及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星导航技术，特别涉及一种同步导航电文的方法、接收机及装置。

背景技术

卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS系统）是一种用于在全球范围内自动提供地理空间定位的系统。这种系统使得小型电子接收机通过时间信号将其位置（经度、纬度和高度）确定在几米的范围内，该时间信号以无线电波的形式按时间从卫星传输到接收机上。接收机计算精确的时间以及位置，所计算的时间和位置信息作为导航的数据基础。

现有的导航系统，比如全球定位系统（Global Positioning System，简称GP S系统）和北斗（又称罗盘）导航系统，需要从导航卫星获取导航电文的精确发送时间，该发送时间可以根据子帧周内时间(Time Of Week，简称TOW)和子帧内导航比特计数值（bit count，简称bitcnt）来计算。导航电文的发送时间T_s可以通过以下公式(1)计算得出：

T_s=TOW+bitcnt×cycle+T_h        (1)

其中，cycle表示子帧内导航比特计数值bitcnt的更新周期，对于GPS系统来说该更新周期为20ms；T_h为更高精度的测量值。GPS系统中导航电文的信息结构为由5个子帧构成的1500bit长的主帧基本格式（也称页），每一个子帧包含300bit（每个子帧长度为6秒）。GPS卫星的子帧周内时间TOW一个子帧更新一次，子帧内导航比特计数值bitcnt表示定位时刻收到最后一个导航比特（即当前比特）在一个TOW更新周期内的偏移量。因此在GPS系统中，子帧内导航比特计数值bitcnt的数值范围为0-299。GPS系统中，子帧同步完成后，就能获得子帧周内时间TOW和子帧内导航比特计数值bitcnt。

在传统技术中，通过在导航数据流中逐一匹配子帧头来完成子帧同步。例如，在GPS系统中，每个子帧的前N位为子帧头。传统的子帧同步方法是在导航数据流中匹配子帧头，一旦匹配成功，则进一步校验子帧中相同的字中的奇偶校验位。一旦校验通过，则卫星和接收机间的子帧同步完成，然后接收机开始对随后接收的导航电文进行子帧内导航比特计数。当累计满一个TOW更新周期（例如，300bits）后，bitcnt重新开始计数。

然而，现有的子帧同步方法中，由于需要匹配子帧头，在某些情况下，子帧同步会耗费大量时间。在GPS系统中，每个子帧长度为6s。如果当前的子帧头丢失，为了匹配下一个子帧头，接收机要等待6s直到接收到下一个子帧。此外，现有的方法中，在子帧头匹配后，需要校验奇偶校验位。在卫星接收到的信号较弱的情况下，校验奇偶校验位会较困难，从而，进一步增加了子帧同步的时间以及接收机首次定位的时间（Time To First Fix，简称TTFF）。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种同步导航电文的方法、接收机及装置，能够不需要匹配子帧头，快速地同步导航电文，减少接收机首次定位时间，提供TTFF性能。

本发明提供了一种同步导航电文的方法，该方法包括下列步骤：估算第一导航设备和接收机之间的第一距离以及第二导航设备和接收机之间的第二距离，其中接收机分别从第一导航设备和第二导航设备接收第一导航电文和第二导航电文；根据第一导航设备发送第一导航电文的第一发送时间、第一距离和第二距离，确定第二导航设备发送第二导航电文的第二发送时间；根据第二导航电文的第二发送时间，计算第二导航设备的同步信息，其中第二导航设备的同步信息用于同步接收机接收的第二导航电文。

本发明还提供了一种同步导航电文的接收机，该接收机包括电文同步模块和同步信息存储器，电文同步模块包括距离计算器、发送时间计算器和同步信息计算器。距离计算器，用于估算第一导航设备和接收机之间的第一距离以及第二导航设备和接收机之间的第二距离，其中接收机分别从第一导航设备和第二导航设备接收第一导航电文和第二导航电文；发送时间计算器，用于根据第一导航设备发送第一导航电文的第一发送时间、第一距离和第二距离，确定第二导航设备发送第二导航电文的第二发送时间；同步信息计算器，用于根据第二导航电文的第二发送时间计算第二导航设备的同步信息，其中第二导航设备的同步信息用于同步接收机接收的第二导航电文。