[发明专利]一种卫星导航BOC信号的三环跟踪方法

说明书

本发明提供了一种卫星导航BOC信号的三环跟踪方法，载波NCO输出同向本地载波信号和正交本地载波信号，子载波NCO输出同向本地子载波信号和正交本地子载波信号，码NCO产生超前本地伪随机码、即时本地伪随机码和滞后本地伪随机码，实现输入中频信号与本地载波信号、本地子载波信号和本地伪随机码的相干积分，经过鉴频器和鉴相器分别输出频差和相差，经过子载波鉴相器输出子载波相差，经过码环鉴相器输出码鉴相结果。本发明实现子载波环路的设计，充分发挥BOC调制信号跟踪精度高的优点，提高接收机的环路跟踪性能，并且三环跟踪方法具有较强的通用性，对低阶或高阶的BOC调制信号以及对正弦或余弦的子载波信号，均具有较好的适用性。

技术领域

本发明属于卫星导航信号跟踪领域，是一种对二进制偏移载波(Binary OffsetCarrier，BOC)调制信号实现快速、准确跟踪的通用性方法。

背景技术

在新一代全球导航卫星系统(the Global Navigation Satellite System，GNSS)播发的卫星信号中，BOC调制信号具有缓解频谱资源紧张、增强系统抗干扰能力和提高定位测速精度等优势。实现对BOC调制信号的快速、准确跟踪是整个数字信号处理中核心的部分。常见的BOC调制信号的跟踪方法有BPSK-Like跟踪法、自相关副峰消除技术(ASPeCT，Auto-correlation Side-Peak Cancellation Technique)和跳峰(Bump-Jump)跟踪法。

BPSK-Like跟踪法利用BOC信号的功率谱密度函数接近两个BPSK信号的特点，用带通滤波器滤出BOC信号的两个主瓣，然后采用常规BPSK调制信号的跟踪方法进行跟踪。这种方法的优点是结构简单，可直接利用BPSK调制信号的跟踪结构来对BOC信号进行相关处理。但是，其缺点是实现过程中需要使用滤波器，占用较多的硬件资源，而且将BOC调制信号转化成类似BPSK信号来处理，没有充分利用BOC调制信号码跟踪精度更高的优势。

ASPeCT跟踪方法通过相关函数的重构来消除BOC信号自相关函数的副峰带来的影响，使得重构的相关函数具有类似BPSK信号的单峰值特性。但是这种方法针对sin-BOC(n，n)调制信号效果较好，无法适用其它类型的BOC信号，通用性较差。

Bump-Jump跟踪方法是一种基于副相关峰检测的模糊性跟踪方法，它并没有消除BOC信号的自相关函数的多峰值特性，而是在跟踪稳定时对是否发生误锁进行判断，根据判断结果以决定是否进行本地码相位的调整，从而确保跟踪锁定在自相关函数的主峰位置。这种方法对低阶BOC调制信号效果较好，但是对于高阶BOC信号而言，需要判决的次数增加，会导致跟踪收敛需要的时间加长，也不适合高动态场景。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卫星导航BOC信号的三环跟踪方法，将BOC调制信号中的子载波近似成一个纯正弦载波或纯余弦载波，并在BPSK跟踪的基础上增加了一个子载波环路(SPLL：Subcarrier Phase Lock Loop)的设计步骤，通过三个相互独立的环路分别估计载波相位、伪码相位和子载波相位，从本质上消除了BOC信号跟踪的误锁定问题，且具有很好的通用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一，载波NCO输出同向本地载波信号carrierI和正交本地载波信号carrierQ；

步骤二，子载波NCO输出同向本地子载波信号subcarrier1和正交本地子载波信号subcarrierQ；

步骤三，码NCO产生超前本地伪随机码EarlyCode、即时本地伪随机码PromptCode和滞后本地伪随机码LateCode；