[发明专利]导航接收机中实现高精度基带跟踪的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及卫星导航接收机中卫星信号的基带跟踪方法，具体是指一种导航接收机中实现高精度基带跟踪的系统及方法。

背景技术

卫星导航接收机从接收到的卫星信号中搜索捕获各个可见的卫星信号，获得所捕获卫星信号粗略的码相位值与载波多普勒值，然后所捕获的卫星被送入空闲的跟踪通道进行卫星信号的跟踪。由于捕获仅能对载波多普勒值与码相位参数的粗略估计，跟踪的目的就是精细化这些参数的估计值，并保持对这些参数的跟踪，然后从跟踪到的卫星信号中解调出导航电文，并从码跟踪环获得原始伪距测量值，从载波锁相环获得原始载波相位测量值。对于普通导航接收机，从跟踪环路所获得的原始测量值精度不够高，伪距测量值精度为分米级别，载波相位测量值精度为厘米级。然而高精度导航接收机由于广泛用于移动测绘、CORS系统、精细农业、智能交通、海洋产品等领域，接收机需要从跟踪环路获得厘米级伪距测量值、毫米级的载波相位测量值，并且要求可靠地输出这些测量值，才能使后续定位解算可靠稳定的进行，解算精度指标满足对上述领域的要求，因此对跟踪环路参数的选取与对信号处理状态的安排提出了较高的要求。因此，传统的卫星导航接收机跟踪环路部分输出的原始测量值精度不够高，原始测量值不够稳定可靠。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现快速稳定可靠地输出原始测量值、降低环路计算量、具有更广泛应用范围的导航接收机中实现高精度基带跟踪的系统及方法。

为了实现上述目的，本发明的导航接收机中实现高精度基带跟踪的系统及方法具有如下构成：

该导航接收机中实现高精度基带跟踪的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

鉴别器，用以分别在依次进行的开环状态、牵引状态、跟踪状态和Good状态中对输入 信号进行鉴相或鉴频，在开环状态中所述的输入信号为从基带捕获的信号，在牵引状态、跟踪状态和Good状态中，所述的输入信号为前一状态中数字控制振荡器的输出信号；

环路滤波器，用以分别对所述的鉴别器输出的结果进行滤波；

数字控制振荡器，用以分别将环路滤波器的输出信号的载波频率调整为与捕获信号的载波频率一致或将环路滤波器的输出信号的码相位调整为与捕获信号的码相位一致。

较佳地，所述的鉴别器包括：

码环鉴别器，用以对输入信号在开环状态中采用归一化非相干超前减滞后幅值法进行鉴相、在牵引状态中采用似相干点积功率法进行鉴相以及在跟踪状态中和Good状态中采用归一化非相干超前减滞后幅值法进行鉴相；

载波锁频环鉴别器，用以对输入信号在开环状态中和牵引状态中采用基于叉积点积的四象限反正切函数进行鉴频以及在跟踪状态中和Good状态中采用二象限反正切函数进行鉴相。

本发明还涉及一种基于所述的系统于导航接收机中实现高精度基带跟踪的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)在开环状态中，从基带捕获的信号经所述的鉴别器鉴相或鉴频、环路滤波器滤波后由所述的数字控制振荡器进行载波频率调整或码相位调整；

(2)在牵引状态中，将开环状态中数字控制振荡器的输出信号经所述的鉴别器鉴相或鉴频、环路滤波器滤波后由所述的数字控制振荡器进行载波频率调整或码相位调整；

(3)在跟踪状态中，将牵引状态中数字控制振荡器的输出信号经所述的鉴别器鉴相或鉴频、环路滤波器滤波后由所述的数字控制振荡器进行载波频率调整或码相位调整；

(4)在Good状态中，将跟踪状态中数字控制振荡器的输出信号经所述的鉴别器鉴相或鉴频、环路滤波器滤波后由所述的数字控制振荡器进行载波频率调整或码相位调整。

较佳地，所述的在开环状态中，从基带捕获的信号经所述的鉴别器鉴相或鉴频，具体为：

开环状态中，对从基带捕获的信号使用码环鉴别器采用归一化非相干超前减滞后幅值法进行鉴相，或使用载波锁频环鉴别器采用基于叉积点积的四象限反正切函数进行鉴频。

较佳地，所述的在牵引状态中，将开环状态中数字控制振荡器的输出信号经所述的鉴别器鉴相或鉴频，具体为：

牵引状态中，对开环状态中数字控制振荡器的输出信号使用码环鉴别器采用似相干点积功率法进行鉴相，或使用载波锁频环鉴别器采用基于叉积点积的四象限反正切函数进行鉴频。

更佳地，所述的牵引状态中，对开环状态中数字控制振荡器的输出信号使用码环鉴别器采用似相干点积功率法进行鉴相，或使用载波锁频环鉴别器采用基于叉积点积的四象限反正 切函数进行鉴频，包括以下步骤：