[发明专利]基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法

说明书

本发明公开了一种基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法。该方法具体为：芯片原子钟驯服后输出的脉冲被DSP读取；将芯片原子钟提供的电平信号接入到射频前端处理模块和基带信号数字处理模块，采用CSAC/INS提供的辅助信息，结合北斗卫星的历书或星历、本地时间，预判北斗卫星信号的频率范围；然后系统完成信号捕获并进入跟踪状态，通过星历读取卫星信号失锁时卫星的位置和速度，结合载体的位置和速度计算伪距，通过伪距和本地时间，计算出卫星信号的发射时间，并计算出位计数、字计数、子帧计数及Z计数；最后确定当前帧计数的准确性，并解调北斗卫星的导航电文，解算出当前用户的位置信息。本发明缩短了北斗卫星接收机的重定位时间、高效可靠。

技术领域

本发明涉及定位导航授时微系统技术领域，特别是一种基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法。

背景技术

卫星导航系统因具有精度高、不存在长期漂移、可以全天候全时段工作、覆盖区域广、近实时输出导航数据、终端成本低廉等优点，无论是在军用还是民用领域，都获得了广泛和深入的应用。以卫星导航系统为核心，定位导航授时技术在统一的时空基准下，能够为各类用户提供精确的定位、导航、授时服务。

现有的各种导航系统，各有其优点和特色，但本身也存在不足之处。惯性导航系统自主性强，功能完备，但其误差随时间积累不断增大。微型惯性传感器与传统的惯性传感器相比，具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高和寿命长等优势，在车辆导航和控制、机器人、无人机导航、武器制导等领域有着广阔的应用前景。然而目前微型惯性传感器精度还比较低，导致其应用受到一定的限制。全球定位系统能够提供全时、全球、全天候的高精度的测速定位服务，但其存在自主性和可靠性差、易受干扰等问题，因而难以满足实时测量的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法，在北斗卫星接收机失锁时，能快速实现帧同步，缩短重定位时间。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法，包括以下步骤：

步骤1、北斗接收机中芯片原子钟驯服后输出的1pps秒脉冲，经过中断的方式被DSP读取；将芯片原子钟提供的10MHz的HCMOS电平信号，接入到射频前端处理模块和基带信号数字处理模块提供频率，采用CSAC/INS提供的辅助信息，结合北斗卫星的历数或星历、本地时间信息实时预报下一个时刻的多普勒频移，预判北斗卫星信号的频率范围；

步骤2、北斗接收机进行信号捕获并进入跟踪状态，然后通过卫星的星历读取卫星信号失锁后当前卫星的位置和速度信息，结合INS输出的载体当前的位置和速度信息，计算载体的伪距，芯片原子钟读取本地时间，通过载体的伪距和本地时间信息，计算出卫星信号的发射时间，然后计算出位计数、字计数、子帧计数及Z计数，从而实现帧同步；

步骤3、确定当前帧计数的准确性，并解调北斗卫星的导航电文，解算出当前用户的位置信息。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)采用CSAC/INS提供的辅助信息，在北斗卫星接收机由于高动态、弱信号等情况下失锁时，能快速实现帧同步，缩短重定位时间；(2)将接收机与微型惯性测量单元、芯片原子钟结合，形成定位导航授时微系统，防止导航定位误差随时间积累而增大，并且提高了可靠性和抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法中捕获算法的示意图。

图2是本发明中的北斗卫星导航电文图。

图3是本发明中的北斗卫星信号发射时刻组成图。

图4是本发明中的基于微惯性、芯片原子钟辅助北斗接收机的重定位方法中帧同步算法的示意图。

具体实施方式