[发明专利]一种自适应噪声带宽的载波环路跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应噪声带宽载波环路跟踪方法，属于卫星导航领域。

背景技术

全球导航卫星系统（GNSS）能够全天候的在全球范围内提供精确的PVT（位置、速度、时间）信息，具有十分广阔的用途和发展前途。GNSS接收机是接收卫星信号的设备，其利用接收到的卫星信号获得必要的导航和定位信息及观测量，并经过数据处理最终实现导航和定位。在一次完整的导航定位过程中，首先通过捕获操作得到卫星信号的多普勒频移以及码相位的初始值，然后，进入到载波跟踪环路，进一步确定载波频率和扩频码的码相位，同时对卫星信号进行连续准确的跟踪，进而解调出所需的导航数据，并且通过提取星历、伪距计算、卫星位置解算、GNSS接收机位置解算等操作得到最终的位置以及速度信息。

目前，关于载波跟踪环路的研究有很多，但结论大多都是在载波跟踪环路噪声带宽不随输入信号信噪比改变而变化的前提下得到的。在此前提下，提高跟踪灵敏度最直接的方法就是提高输入信号信噪比，即增长相干累加时间。但相干时间的增长又会导致载波跟踪环路应对高动态环境的能力减弱，甚至出现载波跟踪环路失锁的现象。

文献1“Rapid Parallel GPS Signal Acquisition[ION GPS,Salt Lake City,UT，September19-22，2000]”中设计的锁相环采用了两套不同的环路参数，分别对应两个噪声带宽不同的环路滤波器，当接收机信号通道进入跟踪阶段后，先让锁相环采用带宽为110Hz的牵引滤波器，并让其运行30ms，使相位跟踪误差迅速减小，然后再切换到带宽为15Hz的跟踪滤波器。但上述方案只是用跟踪时间作为状态切换条件，不能随着噪声变换情况和动态应力强弱不同而实时、自适应地对环路进行调整，从而无法工作在高动态的环境之下。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自适应噪声带宽载波跟踪环路方法，以同相支路相干累加值I_P的统计方差作为判定门限，自适应地调整载波跟踪环路噪声带宽，改善跟踪载波跟踪环路在高动态环境下的跟踪性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)将从跟踪前端处理系统输入的数字中频信号与载波NCO输出的经过映射后的两路本地载波分别混频，形成同相、正交双通道信号；

2)同相、正交双通道信号分别输入码跟踪环前端，在本地超前、即时、滞后支路伪码相关器中做相关，输出为六路相关结果；所述的超前和滞后支路分别比即时支路超前、滞后半码片；

3)对即时支路相关器输出的两路相关结果分别做1ms-10ms的相干积分累加，分别输出两路相干累加值，然后清除积分器的各寄存单元，接着进行下一时段的积分，如此重复不断。

4)同相支路相干累加值均方差检测和噪声带宽自适应调整，详细过程如下：

a)接收同相通道相干累加值I_P并实时存储，将存储值进行N点采样后依次进行步骤b）中的归一化均方差计算和步骤c）中的门限判断，在此段时间内，将实时接收的I_P值直接传输至载波鉴相器，用PLL环路中最佳噪声带宽作为环路参数参与计算，PLL环路中最佳噪声带宽：