[发明专利]一种用于星基增强L5信号的快速帧同步方法

说明书

本发明提供了一种用于星基增强L5信号的快速帧同步方法，SBAS L5接收机通过载波获取的数据，先经过曼彻斯特译码，产生第一次的译码数据；经过曼彻斯特译码后的数据用维特比译码算法来对FEC进行解码，生成原始导航电文数据；在原始导航电文数据中找到帧标识的位置或者偏移量；根据帧头在原始数据中的偏移量，调整接收机内部的历元计数，使导航电文一帧起始位置的历元计数等于0。本发明算法流程简单，存储空间和运算速度得到提升，误判率趋近于0，能够满足工程需要。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，涉及一种信号的帧同步方法。

背景技术

目前，卫星导航技术在各个领域得到了广泛应用，已成为国家发展中的重要环节，但由于技术和系统的局限性，在某些高精度应用场合无法满足需求。星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System，以下简称SBAS)拥有精度高、范围广和成本低的特性，成为各国家卫星导航发展重要技术方向。

SBAS是由大量分布广泛的监测站(位置已知)对导航卫星进行监测，获得原始测量数据并发送到主控站。主控站计算星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，通过上行注入站到地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,以下简称GEO)卫星，最后修正信息播发给广大用户，提高定位精度。

2016年美国发布《IWG星基增强系统L5接口控制文件(SBAS ICD)草案》，增加了L5信号，实现L1和L5双频跟踪，能够有效修正电离层延迟误差，提供相应的完好性保护，确保系统的可用性和连续性。

SBAS L5信号电文的一帧长250位。一帧开始4比特是帧标识，然后是6比特的信息类型编号和216比特的数据区域，最后是24位的CRC校验。SBAS L5信号的导航电文帧格式如图1所示。

SBAS L5信号电文的帧标识采用分布式排列。一个完整的24位帧标识，按照01011100 0110 1001 0011 1010的顺序依次分布在6帧的前四位。

对250bps的原始导航电文采用1/2编码率的前向纠错码(Forward ErrorCorrection,简称FEC)，生成为500bps的数据流。具体电路见图2所示。又经过曼彻斯特编码(Manchester Encoded)变为速率为1000bps的数据流，与扩频码合成后，通过载波调制发射出去。

但是，传统特征字符匹配法面对SBAS L5电文帧标识的分布式特性，存在数据位需求量大和识别率低的不足。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于CRC校验的帧头搜索方法，可以快速准确的完成帧同步。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)SBAS L5接收机通过载波获取的数据，先经过曼彻斯特译码，产生第一次的译码数据；

2)经过曼彻斯特译码后的数据，用维特比译码算法来对FEC进行解码，生成原始导航电文数据；

3)在原始导航电文数据中找到帧标识的位置或者偏移量；

4)根据帧头在原始数据中的偏移量，调整接收机内部的历元计数，使导航电文一帧起始位置的历元计数等于0。

所述的步骤3)采用特征字符匹配的方法找到帧标识的位置或者偏移量。

所述的步骤3)包括以下步骤：

步骤3.1)获取维特比译码后的500位原始数据序列；

步骤3.2)在500位原始数据序列中匹配第n种的4位帧标识，如果n大于6则结束步骤3)；

步骤3.3)如果找到第n种帧标识并且偏移量小于250则跳转到步骤3.4)，否则n值加1并跳转到步骤3.2)；