[发明专利]一种用于卫星导航系统的射频信号质量评估方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，更具体地，涉及一种用于卫星导航系统的射频信号质量评估方法。

背景技术

卫星导航信号用于导航系统的授时和测距，对导航性能的影响主要体现在载波跟踪性能、伪码跟踪性能、电文解调性能三个方面。导航信号体制决定导航系统的先天性能，空间信号质量则决定了实际系统所能达到的最佳性能与信号体制性能之间的差距。在通信系统中，信息的正确解调是设计目标，其性能与采样判决时刻信号矢量的误差相关；而在导航系统中，更加关注测距精度，它取决于信号波形的质量。因此，导航系统对信号质量的要求高于一般通信系统，相应地，对其信号质量评估方式的全面性和准确性方面提出了更高的要求。

现有技术中已经提出了一些用于卫星导航系统的质量评估方案，例如，CN102571652A中公开了一种GNSS基带信号的评估方法，并从频域功率谱、时域波形、码片边缘、调制误差、相关特性这几个方面分析GNSS基带信号的性能。然而，进一步的研究表明，上述方案仍然存在以下的局限：：1）该方法仅考虑对基带信号质量的评估，不能真实反映空间信号质量对导航性能的影响，没有给出从射频信号无失真变频到基带的信号处理方法，而且由于采用基带采样方式，不同频点的信号需配置不同的模拟通道，不可避免地引入模拟通道间的时延不一致性，导致频间信号一致性的评估精度降低；2）眼图的六项评估指标偏理想化，且难以应用到目前GNSS中三路及以上信号分量的复合信号的质量评估，而现阶段主流的四大导航系统，包括北斗、GPS、伽利略和GLONASS，都以三路及以上信号分量的复合信号为主；3）正交相位误差和幅度不平衡性评估方法的适用范围较窄，一般用于QPSK调制，也难以应用到目前GNSS中三路及以上信号分量的复合信号的质量评估；4）该方法没有明确说明这些指标与信号捕获、跟踪、解调之间的关系，无法定量评估信号质量对导航性能的影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于卫星导航系统的射频信号质量评估方法，其中通过直接从射频采样导航信号，并结合卫星导航信号自身的特点来设计一系列的评估指标，相应能够进一步明确信号质量指标与信号捕获、跟踪以及解调性能之间的关系，同时得以清晰、定量地评估信号质量对导航性能的影响。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于卫星导航系统的射频信号质量评估方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

（1）对卫星有效载荷的射频信号执行采样以获得中频信号，然后对该中频信号执行滤波处理；

（2）对执行滤波处理后的中频信号执行下变频，由此获得对应的实际基带信号；

（3）基于步骤（2）所获得的实际基带信号及其信号体制，生成相同采样率、一个码周期长度的理想基带信号各支路的信号分量；接着，利用所述实际基带信号和所述理想基带信号各支路的信号分量，将用于评估实际基带信号的理想基带信号予以复现；

（4）为待评估的实际基带信号与理想基带信号之间构建如下所示的相关函数：