[发明专利]一种超低失真导航信号采集及无混叠分离方法

权利要求书

1.一种超低失真导航信号的采集及无混叠分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用高增益天线对GNSS导航卫星进行实时稳定跟踪，对卫星的下行导航信号进行接收；

(2)根据卫星发射信号和环境干扰信号的频谱分布簇进行带通重构，选定高分辨率的无混叠数据速率来提取导航信号；具体方式为：

(201)将卫星实际播发信号和环境干扰信号的频谱的起始频率和终止频率进行分组，形成无混叠的频带分布簇其中k代表不同的卫星播发信号和环境干扰信号，为起始频率，为终止频率，并在全频段频谱上重构需要处理的带通滤波器通带带宽；

(202)根据接收采集设备兼容的采集数据速率F_s进行遍历计算，计算分布在无混叠带宽区域内的频带分布簇其中，N₁和N₂为整数；在遍历计算中选择满足频带分布簇计算要求的最大的采集数据速率作为数据提取速率，利用该数据提取速率将卫星的下行导航信号提取出来，得到数字导航信号T₀(n/F_s)；

(3)将理想仿真的标准测试信号通过卫星下行导航信号采集传输链路进行传输，利用数字化闭环估计传输链路的系统传递函数；具体方式为：

(301)按照卫星的信号标准接口文件，生成调制方式、伪码序列和信息电文均与实际信号一致的无失真的理想模拟测试信号T_ideal(t)，并将该信号通过卫星下行导航信号采集传输链路进行传输，并利用步骤(202)计算的数据提取速率采样得到T_ideal(n/F_s)，n为采样点序号；

(302)将导航信号T₀(n/F_s)与模拟测试信号采样后的信号T_ideal(n/F_s)进行数字化闭环频域计算，利用频域计算结果估计传输链路的系统传递函数H(e^jw)：

其中，DFT为离散傅里叶变换，L为导航信号的序列长度；

(4)将系统传递函数进行数字化建模，利用最优化拟合的方式得到闭环补偿调理系数，并完成对卫星下行导航信号的校正；具体方式为：

(401)计算系统传递函数的补偿函数H_d(e^jw)：

并利用最优化拟合的方式计算闭环补偿调理系数h_d(n)：

h_d(n)＝IDFT{H′_d(e^jw)}，

其中，IDFT为离散傅里叶逆变换，H′_d(e^jw)满足优化目标

(402)将实际接收信号与闭环补偿调理系数h_d(n)进行卷积运算，得到校正后的信号S_J(n)：

S_J(n)＝T₀(n/F_s)*h_d(n)；

(5)根据卫星下行导航信号的先验信息进行时频域精准重构，并基于准盲源分离方式完成对导航信号中各信号分量的超低失真分离；具体方式为：

(501)对导航信号中第k个信号分量的先验的信息d_k(n)、时延τ_k、归一化功率P_k、副载波频率f_k以及伪码序列c_k(n)进行重构，重构信号为G_k(n)＝P_k·d_k(n-τ_k)·c_k(n-τ_k)·sgn(2πf_kn/F_s)，其中sgn为符号函数；

(502)保留待处理信号，逐一分离其他分量信号，从而将各分量重构的信号进行准盲源分离：

其中，G′_k(n)为分离后的信号，G_i(n)为第i个信号分量的重构信号，为G_i(n)的共轭。

2.根据权利要求1所述的一种超低失真导航信号的采集及无混叠分离方法，其特征在于，步骤(1)的具体方式为：

根据卫星的星历计算当前时刻天线跟踪站址坐标下，观测卫星信号所需的方位角和俯仰角，通过伺服电机控制高增益天线的运动，完成对卫星的跟踪接收。