[发明专利]卫星定位接收机及其跟踪环路质量判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，具体涉及一种卫星定位接收机及其跟踪环路质量判定方法。

背景技术

在现有的针对例如全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）或北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，简称BD）等卫星导航系统的应用中，卫星定位接收机在完成对卫星信号的捕获后进入跟踪阶段，在所述跟踪阶段主要完成载波跟踪以及码跟踪，因此，在跟踪环路设计时也相应地包括载波跟踪环路设计以及码跟踪环路设计。一般而言，跟踪环路主要包括积分器、鉴别器、环路滤波器以及数控振荡器（Numerical Controlled Oscillator，简称NCO）。

例如，预先设计的跟踪环路只能跟踪信号强度为11dB以上的卫星信号，在进入跟踪阶段后，由于外界因素（例如：建筑物的阻碍、反射信号的干扰、信号自身的干扰、信号阻塞、天线衰减等）可能会造成了卫星信号衰减，当前述外界因素造成卫星信号强度低于11dB时，接收机就无法继续对卫星信号进行跟踪，也即跟踪环路失锁，从而导致导航系统无法完成后续操作。因此，需要监测跟踪环路质量，特别是监测跟踪环路是否失锁，以便在跟踪环路失锁后立即重启系统并重新捕获卫星信号，从而避免长时间环路失锁导致严重的定位偏差以及导航错误。

在现有技术中，普遍采用载波噪声功率谱密度比（Carrier-to-noise-density ratio，简称CN0）来判定跟踪环路的环路质量。但是，由于CN0是载波跟踪环路中的锁频环（Frequency-locked loop，简称FLL）以及锁码环（Delay-locked loop，简称DLL）的综合指标，其主要用来监测DLL环路的锁定/失锁，并不能准确地反映载波跟踪环路中的FLL和锁相环（Phase-locked loop，简称PLL）各自的跟踪情况。在实际情况下，测速的准确性与PLL相关度较高，测距的准确性与DLL相关度较高，因此，现有技术中的这种基于CN0来判定跟踪环路的质量的方式可能导致测速不准确；此外，CN0对环路的反映速度较慢，由于不能及时反映环路失锁，可能导致环路长时间失锁后才开始重新捕获，进而引起严重的定位偏差以及导航错误。

发明内容

本发明提供一种卫星定位接收机及跟踪环路质量判定方法，其能够准确地判定跟踪环路的环路质量。

本发明还提供一种卫星定位接收机及跟踪环路质量判定方法，其能够及时地判定出跟踪环路是否失锁。

本发明还提供一种卫星定位接收机及跟踪环路质量判定方法，其能够准确地评价导航卫星的质量，进而优化选星和权重策略。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种跟踪环路质量判定方法，其包括：获取针对特定卫星的跟踪环路的载波噪声功率谱密度比；获取所述跟踪环路中的锁频环鉴别器在预定时间段内的输出统计值作为第一统计值和/或所述跟踪环路中的锁相环鉴别器在预定时间段内的输出统计值作为第二统计值；以及根据所述第一统计值和/或所述第二统计值，以及所述载波噪声功率谱密度比，来判定所述跟踪环路的环路质量。

本发明还提供一种卫星定位接收机，其特征在于，所述卫星定位接收机至少包括：CN0获取单元，用于获取针对特定卫星的跟踪环路的载波噪声功率谱密度比；统计值获取单元，用于获取所述跟踪环路中的锁频环鉴别器在预定时间段内的输出统计值作为第一统计值和/或所述跟踪环路中的锁相环鉴别器在预定时间段内的输出统计值作为第二统计值；以及判定单元，与所述CN0获取单元以及所述统计值获取单元连接，用于根据所述第一统计值和/或所述第二统计值，以及所述载波噪声功率谱密度比，来判定所述跟踪环路的环路质量。

采用本发明的卫星定位接收机及其跟踪环路质量判定方法，通过实时获取锁频环的鉴别器和/或锁相环的鉴别器的输出统计值，并将所获取到的各鉴别器的输出统计值结合跟踪环路的载波噪声功率谱密度比来判定跟踪环路的环路质量（例如，判定跟踪环路是否失锁），能够准确反映跟踪环路的环路质量，并使得在检测到失锁的情况下及时重启系统重新捕获，从而可以有效避免环路长时间失锁对卫星定位和导航产生的不利影响。

进一步地，通过在连续M次判定跟踪环路失锁时，及时停止该跟踪环路的工作，能够减少卫星定位由于失锁而造成的时延，从而有效提高卫星定位的时效性和精确度。

更进一步地，通过所获取到的锁频环的鉴别器和/或锁相环的鉴别器的输出统计值，能够滤除信号质量较差的卫星，同时提高信号质量较好的卫星参与定位时的权重。

附图说明