[发明专利]一种正弦BOC调制信号的无模糊跟踪方法

说明书

本发明属于全球导航卫星系统(Global Navigation Satell ite System,GNSS)领域，具体涉及一种GNSS卫星导航信号，即二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制信号的正弦BOC调制信号的无模糊跟踪方法。本发明的包括：接收BOC信号；将本地产生的脉冲信号分别与本地产生的PRN信号相乘；两路中频信号分别和超前、滞后本地辅助信号进行积分累加，即卷积运算，得到各个支路的积分累加运算结果；鉴相结果ε输入环路滤波器，经过转化，输出调节量，调节PRN。

技术领域

本发明属于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)领域，具体涉及一种GNSS卫星导航信号，即二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制信号的正弦BOC调制信号的无模糊跟踪方法。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS)以其高精度、全球化、全天候的优质导航服务优势，在军事和民用领域有着广泛应用。为了实现频带共享和频谱分离，达到更高的跟踪精度和性能要求，现代化GPS、Galileo以及中国北斗都采用了BOC信号调制方式。相较于传统的BPSK调制方式，BOC调制具有诸多优点：可通过参数调整实现信号间的频谱分离，使信号能量集中分布在频带边缘；自相关函数主峰更窄，因此在信号跟踪过程中有更强的抗热噪声、抗窄带干扰以及抗多径能力，从而提高卫星导航信号接收机的测量精度。

然而，BOC信号的自相关函数存在多峰性，并且随着调制阶数的增加，副峰的数目以及峰值都会随之而增加。一方面增加了误捕概率，另一方面，在信号跟踪环路的鉴相输出曲线出现多个误锁点，使导航接收机易出现误捕和误锁，即模糊问题。

针对BOC信号的模糊问题，目前比较典型的方法主要包括Bump-Jumping方法、BPSK-like方法以及基于伪相关函数(Pseudo Correlation Function,PCF)的PUDLL(thePseudo-correlation-function based Unambiguous Delay Lock Loop，PUDLL)处理法。Bump-Jumping方法(即峰跳法)是通过增加远超前和远滞后两路相关器，来实时监测当前锁定的相关峰和其两侧相关峰的幅度差异来判断误锁是否发生。但是硬件结构复杂，适用于低阶BOC调制信号，对于信噪比和接收机带宽较为敏感，跟踪结果受多径影响较大。BPSK-like方法主要采用滤波来消除跟踪模糊性，基本思想是将BOC调制信号的两个边带当作两个BPSK信号分别处理，从而去除信号的多相关峰，也称作边带处理法。使用这种方法时接收机中需要滤波装置，增加了硬件复杂度。此外，滤波后BOC调制信号的相关峰被展宽，导致系统的跟踪精度及抗多径能力都有所降低。伪相关函数(PCF)处理法则是通过使用不同的辅助信号与BOC调制信号进行组合运算，得到无边峰的伪相关函数。伪相关函数法存在能量损失，在调制阶数增加时尤其严重，容易造成误捕和误锁的发生。

发明内容

针对现有BOC信号模糊消除方法的不足，本发明的目的在于提出了一种完全移除了相关函数的边峰，消除了BOC信号跟踪时模糊问题的正弦BOC调制信号的无模糊跟踪方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)接收BOC信号r(t)：

其中P代表信号能量；x(t)是基带sine-BOC信号；δ是以码片为单位的信号传输延时；ω和ψ分别为信号载波的角频率和相位；将接收信号r(t)与接收端的本地载波相乘，实现载波剥离，经过下变频得到同相I路和正交Q路两路中频信号：