[发明专利]一种卫星导航半周跳变抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度卫星导航接收机，特别是一种卫星导航半周跳变抑制装置。

背景技术

载波环短暂失锁，导致整周计数发生错误的现象称为周跳，引起周跳的原因可分为两类：接收信号变化和接收机故障。接收信号变化主要包括卫星信号中断、接收信号功率降低、多径信号的影响等；接收机发生故障时也可能引发周跳，如晶振不稳定，环路参数设置不合理等。此外，接收机受外部信号干扰时也可能发生周跳。对于卫星导航接收机而言，可以通过使用载波相位整周模糊度估计方法，其估计精度远高于半周模糊度估计，能检测出载波相位的整周跳变，然而无法检测出载波相位的半周跳变。半周跳变会导致数据的反向，导致解算出错。因此，检测和抑制半周跳变是高精度卫星导航接收机的关键所在。

现有的半周跳变的检测方法，都是在半周跳变产生之后做出检测并校正，具有一定的时间滞后性。相比而言，抑制半周跳变是降低半周跳变发生的几率。目前，抑制半周跳变的主要方法是通过改变环路参数设置。例如，可以通过将环路滤波器的阶数降低，利用二阶环或者一阶环稳定环路进行跟踪。然而，低阶环路在高动态环境下不能对卫星导航信号进行很好的跟踪。并且，在发生外部干扰和电磁杂波干扰的情况，一阶和二阶环路依然无法避免半周跳变的发生。因此，比较常见的方法，是通过对环路滤波器的输入做限幅处理，让环路在外界干扰或者电路杂波干扰的情况下不发生半周跳变。目前限幅方法多数用于瞬时的环路输入。发明专利“一种基于相位误差限幅处理的载波相位周跳抑制方法”(公开号：CN105717526)采用了瞬时幅度限制和累积幅度限制的方式。然而，此方法的瞬时限幅函数非连续，并且累加限幅函数也是具有一定的间断性，在实际应用系统中具有一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种卫星导航半周跳变抑制装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种卫星导航半周跳变抑制装置，包括：

天线：用于接收所需频点的射频信号；

射频模块：用于将所需频点的射频信号下变频到中频信号；

捕获模块：用于捕获所述中频信号的基带信号；

跟踪模块：用于跟踪锁定所述基带信号；

鉴相器：用于对跟踪模块输出的信号的载波相位进行鉴相；

瞬时限幅器：用于对鉴相器输出的信号做瞬时限幅处理；

环形累加限幅器：用于对瞬时限幅处理后的结果进行累加限幅处理；

环路滤波器：用于对累加限幅处理后的数据进行滤波，然后将滤波结果

送入到所述跟踪模块，继续下一次跟踪检测和处理，同时，环形累加限

幅器的累加值送入瞬时限幅器，以便瞬时限幅器做限幅值的设定。

所述瞬时限幅值的限幅函数为：

条件1：

|x(k)|＜X_L1或者(x(k)＜X_L2and c(k)≤-C_L2)或者x(k)＜-X_L2且c(k)≥C_L2)；

条件2：x(k)＞X_L1且c(k)＞-C_L2；

条件3：x(k)＜-X_L1且c(k)＜C_L2；

条件4：x(k)≥X_L2且c(k)≤-C_L2；

条件5：x(k)≤-X_L2且c(k)≥C_L2；

其中，x(k)表示鉴相器在第k时刻的输出信号，也是瞬时限幅器在k时刻的输入信号；y(k)表示瞬时限幅器在k时刻的输出信号；c(k)表示累加限幅器的累加值，即X_L1为瞬时限幅器的第一层限幅值，X_L2为瞬时限幅器的第二层限幅值，C_L1是环形累加限幅器的累加值门限；C_L2是输入到瞬时限幅器中的环形累加限幅器条件门限值。

所述环形累加寄存器的长度设置为一个电文数据时间宽度(GPS信号的电文数据时间宽度为20ms，北斗非GEO星的电文数据时间宽度为20ms，GLONASS信号的电文数据时间宽度为10ms)除以鉴相器的输入时间宽度。

环形累加限幅器的限幅函数为：