[发明专利]一种基于改进的Sage-Husa自适应滤波的弱信号跟踪方法

权利要求书

1.一种基于改进的Sage-Husa自适应滤波的弱信号跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接收到的GNSS信号经过接收机的变频及采样后转变为中频信号；

(2)通过NCO载波发生器完成本地载波的同相和正交相的复制；将中频信号分为两路相同的信号，其中一路与本地复制载波的同相相乘，该支路为i支路；另一路与本地复制载波的正交相相乘，该支路为q支路；

(3)将i支路和q支路的输出信号分别与本地伪码相乘；

(4)将步骤(3)处理后的i支路与q支路的信号输入到积分清除器中，获得i支路与q支路的积分值I_p(n)、Q_p(n)；

(5)将I_p(n)与Q_p(n)输入到鉴相器中进行处理，获取载波相位误差；

(6)用改进的Sage-Husa自适应滤波器对步骤(5)获取的载波相位误差进行处理，以载波相位误差作为测量值，进行改进的Sage-Husa自适应滤波迭代计算，得出载波相位误差Δθ_k，载波频率误差Δf_k和载波频率变化率Δα_k；

(7)更新NCO载波发生器中的载波频率和载波相位，使得本地载波和输入信号的频率以及相位不断接近。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进的Sage-Husa自适应滤波的弱信号跟踪方法，其特征在于：

步骤(2)具体包括：

(2.1)由NCO载波发生器生成两路载波信号；

(2.1)分别将载波信号转换为本地正弦和余弦复制载波信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进的Sage-Husa自适应滤波的弱信号跟踪方法，其特征在于：

步骤(6)中，把载波相位误差作为测量值输入到改进的Sage-Husa自适应滤波的弱信号跟踪环路中；跟踪载波环的状态方程为X_k＝AX_k-1+ΓW_k-1，其中，X_k为N维状态向量，在载波跟踪环中X_k＝[Δθ_k Δf_k Δα_k]^T，分别为k时刻的载波相位误差，载波频率误差，载波频率变化率误差，环路更新时间为T，状态转移矩阵噪声输入矩阵为具有映射功能，过程噪声序列为过程噪声协方差为Q＝E[WW^T]；测量方程为Z_k＝HX_k+V_k，其中，Z_k为M维系统观测向量，在载波跟踪环中Z_k＝Δθ_PLL，K，Δθ_PLL，K为k时刻鉴相器的输出，观测噪声序列V_k＝[e_θ，k]，其协方差矩阵为R＝E[VV^T]。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进的Sage-Husa自适应滤波的弱信号跟踪方法，其特征在于：

步骤(6)中改进的Sage-Husa自适应滤波算法过程如下：

(6.1)根据状态方程X_k＝AX_k-1+ΓW_k-1得到状态一步预测：

(6.2)计算新息：

(6.3)更新新息的实时估计方差：

(6.4)更新过程噪声协方差：

(6.5)更新预测误差方阵：

(6.6)计算卡尔曼滤波增益：K_k＝P_k，k-1H^T[HP_k，k-1+R_k]^-1；

(6.7)更新估计误差方阵：P_k＝[I-K_kH]P_k，k-1；

(6.8)得到X_k的估计值：

(6.9)更新完毕后，进入下一时刻，继续迭代更新。