[发明专利]一种多分集卫星导航接收机跟踪环路方法及装置

说明书

本发明公开了一种多分集卫星导航接收机跟踪环路方法及装置，属于卫星导航应用技术领域。本发明通过直接引入多个天线分集信号，并设置多分集跟踪通道模块和累加值判断与选择模块，将各路天线接收到的信号进行自累加操作，进一步利用分集跟踪环路中累加值判断与选择模块自主选择工作在直通模式、联合跟踪模式以及天线切换模式三种模式下，对接收信号进行连续性与稳定性补偿处理，能够在分集接收天线旋转切换后，仍保持导航信号连续稳定跟踪，保证接收机导航定位功能连续，同时提供转向、转速及转角信息；通过验证，本发明提供的多分集卫星导航接收机跟踪环路方法及装置可适应导弹转速在60转/分钟以下应用场景。

技术领域

本发明涉及一种多分集卫星导航接收机跟踪环路方法及装置，属于卫星导航应用技术领域。

背景技术

卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)具有全天候、高精度、自动化、高性能等显著特点，并且具有无源自主定位工作体制，因此更容易获取载体的位置、速度和时间信息。当GNSS接收机安装在自旋导弹上，单个接收天线旋转后导航信号将受导弹壳体遮挡，接收到的导航信号频繁中断，极易引起信号环路跟踪失锁，无法连续跟踪导航信号和实现导航定位。

为了解决信号遮挡问题，一般采用多天线分集接收方法，形成全向信号接收，但是依然存在单路信号跟踪不连续的问题。针对该问题，目前已有的旋转载体GNSS接收机提供了两种解决方案：1、将多天线分集输出的导航信号进行射频合路处理，形成单路跟踪通道；但是射频合路的过程，引入了较大的噪声，减弱了有效信号的强度，严重影响接收机灵敏度；2、根据信号跟踪能量，挑选1-2路高信噪比信号进行切换式跟踪，但是由于频繁切换跟踪信号，使得信号的连续性和稳定性受到影响，因此无法保证跟踪的连续性和精度。

发明内容

为了解决目前采用多天线分集接收信号存在的信号连续性和稳定性的问题，本发明提供了一种多分集卫星导航接收机跟踪环路方法及装置，针对旋转载体，可直接引入多个天线分集信号，利用分集跟踪环路中累加值判断与选择模块的三种模式自主切换能力，对接收信号进行连续性与稳定性补偿处理，能够在分集接收天线旋转切换后，仍保持导航信号连续稳定跟踪，保证接收机导航定位功能连续，同时提供转向、转速及转角信息。本发明的第一个目的在于提供一种多分集卫星导航接收机跟踪环路装置，所述多分集卫星导航接收机跟踪环路装置包括：导航信号接收模块、导航信号捕捉模块、多分集跟踪通道模块和导航定位解算模块；

所述导航信号接收模块设有多路接收天线及各路接收天线分别对应的射频通道、模拟数字转换器，多路接收天线安装于载体不同位置处；所述导航信号接收模块将各路接收天线接收到的信号转换为数字中频信号后输出至导航信号捕获模块和多分集跟踪通道模块；所述多分集跟踪通道模块包括多个分集跟踪通道和累加值判断与选择模块，每个分集跟踪通道对应一路接收天线，每个分集跟踪通道中设有本地伪码生成器和载波生成器，以完成各路信号的自身累加操作得到单路累加值，各个分集跟踪通道将各自对应信号的单路累加值传输至累加值判断与选择模块；

所述导航信号捕获模块完成信号捕捉后输出载波多普勒和伪码相位信息，并输出至对应通道号的分集跟踪通道以完成与本地伪码生成器和载波生成器的相关累加操作，同时启动累加值判断与选择模块；累加值判断与选择模块根据各个分集跟踪通道的单路累加值确定跟踪模式，并对各路分集跟踪通道进行补偿与反馈控制，完成多分集接收信号环路跟踪处理，得到伪码和载波测量量并输出给导航定位解算模块；所述导航定位解算模块根据多分集跟踪通道模块提供的伪码和载波测量量计算得到载体的导航信息。

可选的，所述累加值判断与选择模块具有三种工作模式，分别为直通模式、联合跟踪模式和天线切换模式；

所述累加值判断与选择模块工作在直通模式下时，将分集跟踪通道模块中天线i的中频信号对应的累加量反馈给天线i的中频信号对应的伪码鉴别器和载波鉴别器，直至分集接收天线信号的稳定跟踪，天线i表示任意一路接收天线；