一種導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合跟蹤方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)航信號(hào)跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合 跟蹤方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)的持續(xù)建設(shè)，導(dǎo)航信號(hào)體制引入了許多新的技術(shù)。 與傳統(tǒng)單數(shù)據(jù)通道的導(dǎo)航信號(hào)相比，導(dǎo)頻通道的引入是現(xiàn)代化的導(dǎo)航信號(hào)體制的最大特 點(diǎn)。對(duì)GPS和Galileo的ICD文檔進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)新設(shè)計(jì)的導(dǎo)航信號(hào)均引入 了導(dǎo)頻分量，其中包括：GPSL1C、GPSL2C、GPSL5C、GalileoElOS、GalileoE5、Galileo E6〇
[0003] 導(dǎo)頻通道的引入極大的提升了導(dǎo)航信號(hào)的跟蹤性能。由于導(dǎo)頻信號(hào)沒有調(diào)制數(shù) 據(jù)位，不存在數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)的問題，所以在跟蹤導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)，可以使用更長(zhǎng)的相干積分時(shí)間， 從而提高跟蹤精度。除此之外，導(dǎo)頻通道的載波跟蹤可以使用對(duì)數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)敏感的純鎖 相環(huán)（PurePLL)，而數(shù)據(jù)通道由于有數(shù)據(jù)位的翻轉(zhuǎn)，其載波跟蹤只能使用對(duì)數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn) 不敏感的科斯塔斯環(huán)（Costasloop)。純鎖相環(huán)的動(dòng)態(tài)牽引范圍是360°，對(duì)應(yīng)的相位噪 聲1-sigma經(jīng)驗(yàn)門限為45°，而科斯塔斯環(huán)的動(dòng)態(tài)牽引范圍只有180°，對(duì)應(yīng)的相位噪聲 1-sigma經(jīng)驗(yàn)門限為15°，由此可見，純鎖相環(huán)的跟蹤靈敏度要優(yōu)于科斯塔斯環(huán)。但是這種 單導(dǎo)頻的跟蹤方式卻會(huì)帶來(lái)另外一個(gè)問題：數(shù)據(jù)通道的信號(hào)沒有參與跟蹤，造成能量損失。 所以在跟蹤過程中如何將數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻聯(lián)合成為現(xiàn)代化導(dǎo)航信號(hào)跟蹤的研宄熱點(diǎn)。
[0004] 對(duì)于導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合跟蹤，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了許多研宄成果。主要 可以分為兩類：一種是數(shù)據(jù)導(dǎo)頻非相干累加，另一種是數(shù)據(jù)導(dǎo)頻相干累加。在參考文獻(xiàn) [1] "Trade-OffBetweenDataRateandSignalPowerSplitinGNSSSignalDesign" 中提到了一種數(shù)據(jù)導(dǎo)頻非相干聯(lián)合跟蹤的方法，該方法在數(shù)據(jù)通道采用科斯塔斯環(huán)，在導(dǎo) 頻通道采用純鎖相環(huán)，然后將兩個(gè)環(huán)路的鑒別器輸出按照一定權(quán)重相加，得到一個(gè)可供數(shù) 據(jù)通道和導(dǎo)頻通道共用的鑒別器輸出。但是這種非相干的累加方法會(huì)帶來(lái)平方損耗，使得 跟蹤精度并不是最優(yōu)。除此之外，數(shù)據(jù)通道采用科斯塔斯環(huán)，其牽引范圍小于導(dǎo)頻通道的純 鎖相環(huán)，這種聯(lián)合方式相對(duì)單導(dǎo)頻的跟蹤靈敏度的提升并不明顯。
[0005]在參考文獻(xiàn)[2]"DualChannelOptimizationsofTrackingSchemesforE1 CBOCSignal"中，提出了一種數(shù)據(jù)導(dǎo)頻相干累加的方法，該方法通過對(duì)數(shù)據(jù)位的估計(jì)，遍歷 數(shù)據(jù)通道與導(dǎo)頻通道的可能組合方式，然后通過一定的判決方式確定最終的組合方式，將 組合后的相干積分結(jié)果用于跟蹤。這種方法在高載噪比的時(shí)候，能達(dá)到最佳的跟蹤性能，但 是在低載噪比的時(shí)候性能不佳。因此，有必要為帶導(dǎo)頻通道的導(dǎo)航信號(hào)提供一種性能良好 且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合跟蹤的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種通用的、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低、跟 蹤精度高、跟蹤靈敏度高的導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合跟蹤方法及裝置，用于帶導(dǎo)頻通道的導(dǎo) 航f目號(hào)的跟蹤，并提供良好的跟蹤性能。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合跟蹤 方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1將數(shù)字中頻信號(hào)與本地載波相乘，完成載波剝離，所述本地載波采用同向 和正交兩個(gè)支路；
[0009] 步驟2載波剝離后的信號(hào)分別與數(shù)據(jù)基帶信號(hào)和導(dǎo)頻基帶信號(hào)相乘，完成碼剝 離，基帶信號(hào)采用超前、即時(shí)和滯后三個(gè)支路，其中所述基帶信號(hào)包括所述數(shù)據(jù)基帶信號(hào)和 所述導(dǎo)頻基帶信號(hào)；
[0010] 步驟3碼剝離后的信號(hào)通過積分和清零處理，得到各個(gè)支路的相干積分結(jié)果，其 中，導(dǎo)頻通道的相干積分結(jié)果包括：同相超前IPE、同相即時(shí)IPP、同相滯后iPIj、正交超前qpe、 正交即時(shí)QPP以及正交滯后Q&數(shù)據(jù)通道的相干積分結(jié)果包括：同相超前IDE、同相即時(shí)IDP、 同相滯后、正交超前QDE、正交即時(shí)QDP以及正交滯后Qm;
[0011] 步驟4利用各即時(shí)支路的相干積分結(jié)果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)檢測(cè)，得到數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)檢測(cè)輸 出Flip=sign(IPPXIDP+QppXQDP)，其中，sign表示取符號(hào)位函數(shù)，sign(x)表示當(dāng)x大于 等于〇時(shí)輸出為+1，當(dāng)x小于零時(shí)輸出為-1 ;
[0012] 步驟5利用所述數(shù)據(jù)通道和所述導(dǎo)頻通道的功率對(duì)比計(jì)算最優(yōu)功率加權(quán)因子
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)頻聯(lián)合跟蹤方法，其特征在于，包括： 步驟1將數(shù)字中頻信號(hào)與本地載波相乘，完成載波剝離，所述本地載波采用同向和正 交兩個(gè)支路； 步驟2載波剝離后的信號(hào)分別與數(shù)據(jù)基帶信號(hào)和導(dǎo)頻基帶信號(hào)相乘，完成碼剝離，基 帶信號(hào)采用超前、即時(shí)和滯后三個(gè)支路，其中所述基帶信號(hào)包括所述數(shù)據(jù)基帶信號(hào)和所述 導(dǎo)頻基帶信號(hào)； 步驟3碼剝離后的信號(hào)通過積分和清零處理，得到各個(gè)支路的相干積分結(jié)果，其中，導(dǎo) 頻通道的相干積分結(jié)果包括：同相超前IPE、同相即時(shí)IPP、同相滯后IPp正交超前QPE、正交即 時(shí)QPP以及正交滯后Qv數(shù)據(jù)通道的相干積分結(jié)果包括：同相超前IDE、同相即時(shí)IDP、同相滯 后、正交超前QDE、正交即時(shí)QDP以及正交滯后Qm; 步驟4利用各即時(shí)支路的相干積分結(jié)果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)檢測(cè)，得到數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)檢測(cè)輸出Flip=sign(IPPXIDP+QPPXQDP)，其中，sign表示取符號(hào)位函數(shù)，sign(x)表示當(dāng)x大于等于 〇時(shí)輸出為+1，當(dāng)x小于零時(shí)輸出為-1 ; 步驟5利用所述數(shù)據(jù)通道和所述導(dǎo)頻通道的功率對(duì)比計(jì)算最優(yōu)功率加權(quán)因子 ^ 其中，Pl和P2分別表示所述數(shù)據(jù)通道和所述導(dǎo)頻通道信號(hào)功率； 步驟6利用各即時(shí)支路的相干積分結(jié)果計(jì)算概率加權(quán)因子a2，所述概率加權(quán)因子a2 為與所述數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)檢測(cè)正確概率單調(diào)性相同