[发明专利]一种北斗B1C信号导航电文帧同步及解码方法

说明书

本发明公开了一种北斗B1C信号导航电文帧同步及解码方法；来自北斗B1C信号接收机天线的数字中频信号经过捕获得到卫星捕获的伪随机码编号、码相位及多普勒频率初值，获得捕获结果可根据接收机需求对单数据分量进行跟踪或对数据分量和导频分量双分量进行跟踪选择设置参数。设置完跟踪分量，接收机对选择分量进行跟踪获得跟踪分量同相支路即时值的输出值。此时的输出同相支路即时值的信号，对导频分量表示含有子码信息的信号，对数据分量表示编码后的导航数据信息的信号。本发明在接收机实时解码导航电文的情况下可以减少解码电文的复杂度，提高解码电文的效率，为北斗B1C接收机解码导航电文提供了有效方案，具有实际工程意义。

技术领域

本发明属于北斗B1C基带信号定位导航与控制技术领域，特别涉及一种北斗B1C信号导航电文帧同步及解码方法。

背景技术

随着军用和民用领域对导航应用需求的不断提升，各个国家近些年开始实施全球定位系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)的现代化升级计划，其中在民用信号方面，在L1频段上GPS新增了L1C新体制信号，北斗导航系统增加了北斗三号B1C信号，伽利略系统增加了E1OS信号。在使用新体制信号的过程中，北斗B1C信号数据分量部分的B-CNAV1电文引入了很多线性纠错编码并使用了没有固定同步头的帧结构，这为北斗电文的帧同步及导航电文解码带来了全新的挑战。因此，解决北斗电文帧同步和解码导航电文及降低解码电文的复杂度成为卫星导航领域卫星软件接收机重要的一部分，对北斗三号接收机有重要的工程意义。

北斗B1C信号是导航系统现代化的信号之一，其信号由数据信号和导频信号组成。B1C一帧电文的周期为18s，电文数据的帧结构包括：经过BCH(21,6)+BCH(51,8)编码后的72比特子帧1信息；经过LDPC(1200，600)和LDPC(528，264)编码及CRC校验然后块交织后的1728比特电文的子帧2和子帧3。子帧1信息是随时变化的，说明电文数据没有固定的帧头，无法使用传统的方法来完成帧同步，电文纠错编码方式多样，解码复杂度较高。

在最传统的北斗和GPS导航信号系统中不存在多分量数据，从跟踪环路输出的I支路的值直接二值化为1和-1通过8bit或者11bit同步头获得子帧的起始位置然后直接根据电文结构读取导航电文的数据；同时后来的新播发的二代信号中北斗和伽利略系统在电文结构上增加了少量数据的比特交织和BCH(15,11,1)编码及其硬判决解码。现在新体制信号不光使用了数据分量和导频分量，还在导航电文上使用了大量的线性纠错编码和上千位的块交织编码。因此，设计一种北斗B1C信号导航电文的子帧同步和电文解码的策略方法，可以有效的降低解码电文的复杂度，提高解码导航电文的效率。

发明内容

本发明提供一种北斗B1C信号导航电文帧同步及解码方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种北斗B1C信号导航电文帧同步及解码方法，包括以下步骤：

步骤(1)、北斗B1C接收机将天线接收到的北斗卫星信号进过射频前端处理后变成数字中频信号，提供给接收机输入信号来源；

步骤(2)、接收机通过捕获算法获取当前时候存在可见星及其捕获码相位和多普勒频率便于后续跟踪使用；

步骤(3)、接收机通过用户需求及捕获信号载噪比选择对北斗卫星包含的数据分量或导频分量进行跟踪，当捕获信号载噪比大于等于40dB-Hz或根据用户需要选择只跟踪数据分量，并设置跟踪分量参数为1；当捕获信号载噪比小于40dB-Hz或不考虑运行时间选择跟踪导频分量和数据分量，并设置跟踪分量参数为2；

步骤(4)、获取跟踪分量参数后，接收机根据捕获获得的PRN号、码相位和多普勒频率进行跟踪过程；