[发明专利]一种GPS接收机的矢量跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是一种GPS接收机的矢量跟踪方法。

背景技术

GPS是由美国国防部开发的天基无线电导航系统，具有全天候、高精度、全天时的 特点。全世界的用户只需要使用接收机同时接收至少4颗导航卫星的信号就可以实时的 获得自身的位置、速度和时间信息。目前GPS已经被广泛应用于武器制导、车辆导航、 大地测量等等，甚至还被应用于地震预测、天气预报等等。

目前国内外主要使用的成熟技术都是基于锁相环技术的标量跟踪环路，通道之间相 互独立，但是在高动态和弱信号环境下效果不佳。标量跟踪环路在高动态环境下环路容 易失锁，同时在弱信号环境下不能稳定的跟踪信号。而采用基于卡尔曼滤波的矢量跟踪 算法直接计算跟踪环路参数，具有更好的高动态性能和弱信号下的导航能力，同时具有 更好的鲁棒性，具有瞬时桥接信号的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GPS接收机的矢量跟踪方法，以提高GPS信号跟踪的 性能，同时具有瞬时桥接信号的能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种GPS接收机的矢量跟踪方法，包括下列步 骤：

步骤1，利用标量跟踪结果初始化矢量跟踪环路，包括位置、速度、钟差、钟漂和 卫星星历；

步骤2，利用GPS接收机的位置、速度、钟差、钟漂和卫星星历计算载波和码NCO 参数；

步骤3，载波鉴频器和码鉴别器的输出作为导航滤波器的量测信息，用以估计GPS 接收机的位置、速度、钟差和钟漂误差信息，用估计的信息修正GPS接收机的位置和 速度，然后用修正过的GPS接收机位置和速度结合卫星星历计算载波和码NCO参数， 以保持对输入信号的跟踪。

本发明与现有技术相比，其显著效果是：(1)采用矢量跟踪方法，取消了传统的独 立、并行的标量跟踪模式，充分利用了各卫星通道间的共享信息，可以同时跟踪所有可 视卫星；(2)搭建软件接收机，具有低成本和高度灵活的优势；(3)具有良好的导航精 度和跟踪性能，同时具有出色的瞬时桥接被遮挡信号的能力，而且在载噪比较低的环境 中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明GPS接收机的矢量跟踪方法的原理框图。

具体实施方式

本发明基于矢量跟踪的GPS接收机方法，具体实现如下：

在不考虑噪声的情况下，GPS接收机射频前端输出的中频信号模型为：

SIF(t)=2A·D(t-τ)·C(t-τ)·cos[ωIFt+φ(t)]---(1)]]>

式中，A为信号强度，D(t-τ)为导航电文，C(t-τ)为C/A码，τ为传输过程中的时间 延迟，ω_IF为信号中频，φ(t)为初始载波相位。

本地振荡器发生的两路信号分别为：