[发明专利]一种接收极弱GNSS信号的高轨卫星定轨方法

摘要

本发明公开了一种接收极弱GNSS信号的高轨卫星定轨方法，该方法利用了GNSS星历与天文导航信息分析GNSS卫星可见性与估计GNSS信号多普勒频率范围，采用了8*20ms相干积分时间的匹配滤波器结合导航电文估计的技术，克服了导航电文翻转的影响并能正确获得导航电文数据，解决了码多普勒效应造成的相干积分值衰减问题，实现了开环结构的信号强度低至-158dBm的极弱GNSS信号精确捕获。同时，该方法对电离层时延进行了补偿，解决了超长伪距模糊度的构造问题，实现了高轨卫星的精确定轨。该方法使用超长相干积分时间，可以对信号进行间歇性的精确捕获，极大的提高了弱信号的捕获灵敏度并减少了能量损耗。

主权项

一种接收极弱GNSS信号的高轨卫星定轨方法，其特征在于，包括步骤：步骤1：通过高轨卫星星载的星敏感器与地球敏感器获取高轨卫星的粗略位置信息，通过保存的初始GNSS星历计算GNSS卫星的位置和速度，结合获取的高轨卫星的粗略位置信息与GNSS卫星的位置和速度，计算GNSS卫星可见性并预估GNSS信号的多普勒频率范围；步骤2：在预估的多普勒频率范围内开设多个载波多普勒搜索通道，并确定相应多普勒效应的本地C/A码以及每个通道的载波频率搜索范围；在每个载波多普勒搜索通道内，使用该载波多普勒搜索通道对应的本地载波消除GNSS信号的载波，使用匹配滤波器和FFT进行码相位以及在确定的载波频率搜索范围内的残余多普勒频率的同步搜索；使用匹配滤波器非相干累加平衡输出对码多普勒造成的相干积分衰减进行补偿；生成本地电文，估计GNSS信号中的导航电文，筛选正确载波多普勒频率与导航电文组合；步骤3：对地球电离层时延进行补偿，根据GNSS信号的码相位与多普勒频率得到的伪距与伪距率，结合GNSS卫星状态构造伪距模糊度，由导航滤波器定轨；步骤4：判断各载波多普勒搜索通道的GNSS信号是否可连续捕获，一旦某载波多普勒搜索通道可连续捕获GNSS信号，则连续解调GNSS信号中的导航电文，更新GNSS星历。