[发明专利]基于GNSS接收机的弱信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种基于GNSS接收机的弱信号 处理方法。

背景技术

全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)具有全天候、 连续性、高精度等特点，在航天、航空、国家安全、渔业农业等方面有着重要 的应用价值。目前，世界上已有的卫星导航系统主要包括：美国的全球定位系统 (GlobalPositioningSystem，GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GLOBALNAVIGATION SATELLITESYSTEM，GLONASS)、我国的北斗一代(BD-1)、以及欧盟的 Galileo卫星导航系统，这些系统都为卫星导航定位提供了保障。

随着时代的发展与科技的进步，人类对深空领域探测的需求愈加迫切，测 控定轨是航天飞行器在轨的重要环节，可以通过卫星导航接收机来实现。低轨 卫星导航接收机技术已接近成熟，并多次成功应用于在轨飞行任务。而深空探 测任务，飞行器的轨道高度会远远超过卫星导航系统的星座高度，这种情况下 就对导航接收机提出了更高的要求：必须实现对高轨微弱漏信号(地面对侧卫 星导航信号)的处理，同时需要适应高灵敏度以及在轨高动态特性。

在现有技术的弱信号环路跟踪处理中，如图1所示，导航信号在进入锁相 环(PhaseLockedLoop，PLL)跟踪回路并稳定跟踪后，进行基于能量直方图的 比特同步。由于锁相环不能满足弱信号跟踪需求，而且基于能量直方图的比特 同步无法计算弱信号的跳变边沿，因而不能满足低载噪比信号的要求。

发明内容

有鉴于此，为克服上述至少一个缺点，并提供下述至少一种优点。本发明 公开了一种基于GNSS接收机的弱信号处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于GNSS接收机 的弱信号处理方法，包括：

捕获卫星导航信号；

通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；

所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第一次不完全相干累积比特同步 对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边 沿计算值；

所述卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，所述锁相 环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行；以及

所述锁相环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步 对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边 沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判 断为环路跟踪成功。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式 中，所述卫星导航信号包括北斗卫星导航信号、GPS导航信号、GLONASS导 航信号以及Galileo导航信号中的一种或多种。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式 中，所述通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进 行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值包括：

对稳定跟踪的信号通道，同时缓存I路、Q路两路的累加量；以20ms比特 宽度为单位将所述GPS导航信号的累加量进行缓存，和/或以10ms比特宽度为 单位将所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿；

对于所缓存的累加量，计算每一个比特位置对应的累积能量，将最大累积 能量对应的位置作为所述比特跳变边沿计算值；在进入下一信号通道之前，释 放本次缓存和计算所占用的资源，

其中，在所述缓存或计算过程中如果所述信号通道失锁，则释放所述信号 通道所占用的资源。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式 中，所述在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为 环路跟踪成功包括：

对于所述GPS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与其所述比 特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GPS导航信号比特同步及环路 跟踪成功，若不一致，则通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GPS导航信号；