[发明专利]基于相位条纹的码相位测量方法

说明书

本发明公开了一种基于相位条纹的码相位测量方法，包括：选取接收机射频前端下变频的中频信号，以及跟踪环路进入稳定跟踪状态后的本地复制载波和本地复制码；对所述中频信号和本地复制载波滤除载波和多普勒频移，得到接收输入信号；将本地复制码作为本地输入信号；计算接收输入信号和本地输入信号的互功率谱相位，生成相位条纹；从相位条纹中求取条纹频率，得到所述接收输入信号与本地输入信号的间隔时延，从而得到码相位测量值。

技术领域

本发明涉及卫星定位领域，特别涉及一种基于相位条纹的码相位测量方法。

背景技术

卫星定位系统是一种使用卫星对物体进行准确定位的技术，可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。自从美国自上世纪70年代成功建立全球定位系统(Global Positioning System，GPS)以来，欧洲、俄罗斯、中国相继推出了自己的卫星定位系统，如伽利略、北斗等。但GPS目前依然是应用最为广泛的卫星定位系统。

GPS接收机对导航信号的跟踪主要是通过载波环和码环来完成的，跟踪环路复制出和卫星信号同步的载波以及伪码，从而实现载波剥离和信号解扩，得到导航电文的数据码。在跟踪信号的同时，接收机根据复制载波信号的参数获得卫星信号的多普勒频移和载波相位测量值，并根据复制伪码的参数获得该卫星信号的码相位和码伪距测量值。

其中，码跟踪环通常是以延迟锁定环路(Delay Locked Loop,DLL)的形式实现的，通过复制出三份不同相位的伪随机码，分别称为超前(Early)、即时(Prompt)和滞后(Late)复制码，利用伪码良好的自相关特性，估算出即时码与接收码之间的相位差异。一方面获得码相位测量值，另一方面同时输入给伪码数控振荡器(NCO)，不断调节伪码发生器复制出的伪码相位，使复制伪码和接收伪码时刻保持对齐。码相位测量值可以用于组装出信号发射时间，进而得到码伪距测量值。在不考虑多路径和大气延时等接收机外部误差源的情况下，GPS的一个C/A码码片长293米，码伪距测量精度为1％码片的码环输出的码相位测量值包含大约3米的误差。

由载波环输出的载波相位测量误差远小于码相位测量误差，可以精确到1％载波波长即1.9毫米。与载波相位测量值相比，码相位组装成的伪距测量值虽然精度较低，但是没有模糊度的问题，可以较为简便地获取伪距测量值，给实际应用带来了方便。因此，在避免计算整周模糊度的情况下，提高码伪距测量精度，可以提供更精确的快速测量结果、并更好地辅助获得载波相位测量值。