[发明专利]一种高动态环境下卫星导航接收机载波环跟踪装置

摘要

本发明公开了一种高动态环境下卫星导航接收机载波环跟踪装置，包括鉴别器用于生成剥离伪码后的接收信号与本地复现载波信号的相位差或频率差，并将所述相位或频率差送入环路滤波器；环路滤波器根据所述鉴别器的输出生成对接收信号速度和加速度的估计值；数控振荡器根据所述环路滤波器的输出得到本地复现载波信号的频率，并生成本地复现载波信号输入鉴别器；开环加速度估计器用于估计接收信号的多普勒频率变化率，并将所述多普勒频率变化率赋值给环路滤波器。本发明环路跟踪高动态信号的能力强，能有效提高环路性能，且当接收信号存在几十g、甚至上百g的加速度，或接收信号动态变化很大时，也能跟踪接收信号。

主权项

一种高动态环境下卫星导航接收机载波环跟踪装置，其特征在于，包括载波跟踪环和开环加速度估计器；所述载波环包括：鉴别器：用于生成剥离伪码后的接收信号与本地复现载波信号的相位差或频率差，并将所述相位差或频率差送入环路滤波器；环路滤波器：根据所述鉴别器的输出生成对接收信号速度和加速度的估计值；所述环路滤波器包括加速度估计积分器、速度估计积分器和比例支路；所述鉴别器的输出乘以系数K3，作为加速度估计积分器的输入；所述鉴别器的输出乘以系数K1后作为比例支路的输入；鉴别器输出值乘以系数K2，然后与加速度估计积分器的输出相加，得到的和值作为速度估计积分器的输入；速度估计积分器的输出和比例支路的输出相加后的和值，作为数控振荡器的输入；数控振荡器的输出送入所述鉴别器；数控振荡器：根据所述环路滤波器的输出得到本地复现载波信号的频率，并生成本地复现载波信号输入鉴别器；开环加速度估计器：用于估计接收信号延时T1后的多普勒频率和接收信号的多普勒频率变化率，并将当前接收信号的多普勒频率f2和多普勒频率变化率赋值给载波环的环路滤波器；所述开环加速度估计器包括上侧支路和下侧支路；所述上侧支路和下侧支路结构相同；所述上侧支路计算当前接收信号的多普勒频率f2，下侧支路计算t1‑T1时刻接收信号的多普勒频率f1；所述上侧支路具体计算流程包括：1)时长Ts的积分清零器对接收信号进行长度为Ts的积分操作，完成一次积分后积分器清零并开始下一次积分运算，每完成一次积分输出一个积分值；2)时长Ts的积分清零器的输出作为N点存储器的输入，N点存储器存储完N点积分值后，将所述N点积分值并行输入L点FFT运算模块，L的值大于或等于N，且L的值为2的幂次；3)L点FFT运算模块对N点积分值进行傅里叶变换，当N小于L时，在N点积分值后面补L‑N个零，以使得L点FFT运算模块的输入为L点；4)完成傅里叶变换后，对傅里叶变换结果取包络并搜索包络的最大值及该最大值的位置；5)根据包络最大值的位置计算多普勒频率f2。