[发明专利]一种基于多信息融合辅助的载波跟踪方法与系统

权利要求书

1.一种基于多信息融合辅助的载波跟踪方法与系统，具体是基于卫星轨道和用户位置、速度等信息的载波跟踪环路设计方法，其特征在于，包含三部分：根据卫星相对于用户的径向速度来预测下一时刻的多普勒频移，由接收机载波环模块中环路滤波器的输出得到多普勒频移实际观测值，以及利用卡尔曼滤波器校正多普勒频移测量残差从而得到最优的多普勒频移估计值反馈回环路数控振荡器，其中，卫星相对用户径向速度的计算包括以下两个过程：

1)由卫星星历解算出卫星的位置坐标和运行速度向量。由用户接收机的定位、测速结果得到用户位置坐标与速度向量。

2)根据1)中求解的卫星与用户位置坐标来计算卫星相对于用户的单位观测矢量，该单位观测矢量与卫星相对用户运动速度向量的点积即为卫星相对于用户的径向速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，得到卫星相对于用户的径向速度后，利用多普勒频移计算公式来预测接收到的载波多普勒频移。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用一种典型的载波环设计，由接收机载波环模块中的环路滤波器输出多普勒频移观测值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立多普勒频移的卡尔曼滤波模型：将卫星相对于用户的径向速率变化量作为系统控制变量，得到下一时刻的多普勒频移预测值；将接收机载波环模块中环路滤波器输出的多普勒频移作为实际测量值；利用卡尔曼滤波算法将多普勒频移预测值与测量值之间的差异，即测量残余，进行处理校正，得到校正后的最优多普勒频移估计值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将校正后的最优多普勒频移估计值实时反馈给跟踪环路数控振荡器进行调节，使接收机掌握卫星的最新运动状态。

6.一种基于多信息融合辅助的载波跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：GPS基带处理通道和处理软件；其中，

所述GPS基带处理通道，用于获取各卫星的相位测量值和导航电文，其中的载波环输出多普勒频移实测值；

所述处理软件，其输入为各卫星相位测量值、导航电文和多普勒频移实测值，用于得到最优多普勒频移估计值反馈至载波环数控振荡器调节本地载波的复制。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理软件分为星历处理与PVT解算，多普勒预测以及卡尔曼滤波三个部分，其处理过程包括：

根据各卫星载波相位和码相位测量值以及导航电文计算出卫星和用户的位置速度信息；由所得多信息求解出卫星相对用户径向速率；由所得径向速率求解出多普勒频移预测值；利用卡尔曼滤波算法校正多普勒频移测量残差，最终得到多普勒频移最优估计值。