[发明专利]一种北斗导航弱信号接收的频率跟踪方法

说明书

本发明公开了一种北斗导航弱信号接收的频率跟踪方法，包括以下步骤：S1、信号经伪码解扩进入相关器；S2、根据累加运算结果，进行电文自预测；S3、使用预测值对接收信号进行电文剥离；S4、对电文剥离后的数据进行缓存；S5、得到数据的粗鉴频的频率误差值df₁；S6、得到数据的细鉴频的频率误差df₂；S7、将粗鉴频的频率误差值df₁和细鉴频的频率误差值df₂进行相加得到总频率误差值；S8、将总频率误差信号送入环路滤波器进行滤波；S9、环路滤波器输出信号驱动数控振荡器，进行频率跟踪。本发明通过采用进行过频率误差补偿的超前滞后非相干鉴频，频率跟踪环路更能细致地实施频率跟踪，提高了环路的稳定性。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，特别是涉及一种北斗导航弱信号接收的载波频率跟踪方法。

背景技术

卫星导航系统已经成为当今世界国家综合国力及科学技术发展水平的重要标志，是国家经济基础的重要组成部分，它已经进入人们的日常生活中，与社会发展和经济建设息息相关。我国也已经投入大量的资金和人力，积极进行北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System，BDS)的研究。到2020年左右，我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统，其将成为继美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧洲Galileo之后的又一个全球全天候的卫星导航系统。

随着卫星导航应用的进一步发展，要求接收机能工作于更为严苛的应用环境下，例如，城市峡谷、林荫大道等卫星信号严重遮挡环境。所谓的高灵敏度接收机(HS-GNSS,High Sensitivity-Global Navigation Satellite Systems),就是为满足此类对弱信号接收的需求。载波跟踪环路是弱信号接收的关键环节，其性能对高灵敏度接收机具有重要影响。通常，通过加长相干积分时间，来抵抗弱信号中噪声的影响，以提高载波跟踪环路性能。基于FFT鉴频的载波频率跟踪，利用了FFT频谱分析，得到频率误差信号。同时，FFT变换也是一个相干积分过程。然而，受限于FFT实现的复杂度以及频率跟踪环路迟延，FFT鉴频算法的相干积分时间不能太长。另一方面，较短的相干积分时间会带来FFT频谱分析分辨率低的问题。

发明内容

本发明提供一种北斗导航弱信号接收的频率跟踪方法，可用于弥补FFT鉴频器频率分辨率低的不足，改善频率跟踪环路的稳定性。

本发明提出的一种北斗导航弱信号接收的频率跟踪方法，包括以下步骤：

S1、接收信号经过伪码解扩以及载波剥离后，进入相关器进行累加运算，取得相关值；

S2、根据累加运算结果，进行电文自预测，通过电文自预测算法估计得出卫星发送信号中的电文数据比特，取得电文剥离所必需的电文比特；

S3、使用步骤S2中自预测算法估计得出的电文数据比特，对接收信号进行电文剥离，以去除电文数据调制对相干积分的影响；

S4、对电文剥离后的数据进行缓存，缓存到预定的N个数据；

S5、对所述N个数据进行FFT鉴频，得到粗鉴频的频率误差值df₁；

S6、对所述N个数据进行超前滞后非相干鉴频，得到细鉴频的频率误差值df₂；

S7、将粗鉴频的频率误差值df₁和细鉴频的频率误差值df₂进行相加得到总频率误差值；

S8、将所述总频率误差值送入环路滤波器进行滤波；

S9、环路滤波器输出信号驱动数控振荡器，进行频率跟踪。