一种AltBOC信号的时延标定方法技术

本发明专利技术公开了一种AltBOC信号的时延标定方法，该方法结合AltBOC信号的特点合成整体信号等效扩频码，通过搭建AltBOC信号时延标定系统，使用高速信号采集装置采集并存储预设长度的AltBOC信号；将所采集存储的AltBOC信号下变频到基带，然后与上、下边带各支路扩频码以及整体信号等效扩频码做相关运算；通过搜索相关峰值所在位置，计算得到AltBOC信号链路时延值；最后用链路时延值扣除触发信号线缆的时延值和射频信号线缆的时延值后，得到AltBOC信号的时延值。该方法能够在一次采集AltBOC信号的条件下，完成对AltBOC整体信号时延以及上、下边带信号各支路时延的全部标定，同时能够兼容BPSK信号以及QPSK信号的时延标定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航、时间频率、数字信号处理等领域，特别涉及卫星导航AltBOC信号的发射设备时延标定问题。
技术介绍
卫星导航系统基于到达时间(TimeofArrival,TOA)原理进行测距定位，即采用伪码测距的技术测量信号从已知位置的发射源至用户接收机所经历的时间，使用伪距测量的方法可以获得从发射源至接收机的组合时延。由于系统处理数据时，需要准确处理导航系统中的收发设备时延值，因此收发设备时延是卫星定位导航最主要的误差项之一。收发设备时延不仅会影响到卫星导航系统的定位、授时精度以及导航性能，同时也会影响卫星导航系统正常运行工作。既有的卫星导航信号采用BPSK或QPSK调制方式，对于这两类信号已有成熟的时延标定方法，如魏海涛等人提出的“卫星导航设备时延精密标定方法与测试技术研究”以及钟兴旺等人提出的“BPSK调制器发射时延的一种高精度标定方法”等。该标定方法通过对时延位置处的相位反转点进行多次采样，进一步采用最小包络检测法计算其统计特性，从而获得设备时延的均值及稳定性，该方法已广泛应用在工程实践当中。随着全球卫星导航系统的建设，一系列新体制导航信号投入应用，其中包括AltBOC等信号。由于信号体制发生变化，既有的BPSK信号时延标定方法无法直接应用于新一批卫星导航设备的时延标定中，这对卫星导航AltBOC等信号时延标定方法研究提出了急迫的需求，围绕此需求，本专利技术方法对相关内容展开了一系列探索。在实际的卫星导航时延标定工作中，一般分为发射设备时延标定和接收设备时延标定。在目前的标定技术中，接收设备时延采用时延传递法获得，即组合时延扣除发射设备时延。因而，在时延标定过程中，发射设备时延的标定是最关键的。本专利技术方法主要研究AltBOC信号的发射设备时延标定方法。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：针对AltBOC信号，提出一种有效的时延标定方法，该方法能够解决AltBOC信号的上、下边带各支路发射时延标定以及整体信号发射时延标定的问题，同时该方法能够兼容BPSK信号以及QPSK信号的时延标定。本专利技术的技术解决方案是：一种AltBOC信号的时延标定方法，步骤如下：(1)搭建AltBOC信号时延标定系统；所述的AltBOC信号时延标定系统包括AltBOC信号发射设备、时频信号产生设备、高速信号采集装置、时延处理装置、触发信号线缆以及射频信号线缆；(2)高速信号采集装置采集并存储预设长度的AltBOC信号；所述的AltBOC信号为上边带信号、下边带信号或整体信号；(3)若存储的AltBOC信号为上边带信号或下边带信号，则按照BPSK信号或者QPSK信号的时延标定方法进行标定，结束本流程；若存储的AltBOC信号为整体信号，则执行步骤(4)；(4)根据整体信号4个支路的扩频码和AltBOC信号8相位调制特征合成整体信号的等效扩频码；所述的4个支路的扩频码由2个上边带支路扩频码和2个下边带支路扩频码组成；(5)将整体信号、整体信号中的上边带信号和整体信号中的下边带信号分别进行下变频一一对应得到基带信号、上边带基带信号和下边带基带信号；(6)将基带信号、上边带基带信号和下边带基带信号与等效扩频码、上边带支路扩频码和下边带支路扩频码分别一一对应作滑动相关运算得到滑动相关运算结果；(7)在所有滑动相关运算结果中分别搜索相关峰值所在位置，根据相关峰值所在位置计算得到AltBOC信号的链路时延值；(8)用链路时延值扣除触发信号线缆的时延值和射频信号线缆的时延值后，得到AltBOC信号的时延值。其中，步骤(2)所述的高速信号采集装置以10MHz信号作为参考信号，以1pps信号作为触发信号，对AltBOC信号以满足时延计算精度的采样率进行采集存储，采集的AltBOC信号自触发时刻开始至超过扩频码周期结束。其中，步骤(4)所述的根据整体信号4个支路的扩频码和AltBOC信号8相位调制特征合成整体信号的等效扩频码，具体包括以下步骤：(401)根据4个支路的扩频码得到AltBOC信号的8相位信息；(402)将AltBOC信号的8相位信息通过混频转换为幅度信息；(403)根据幅度信息得到等效扩频码。其中，步骤(402)所述的将AltBOC信号的8相位信息通过混频转换为幅度信息，具体为： A = sin ( w t ) s i n ( w t + θ 0 ) = 1 2 cosθ 0 - 1 2 c o s ( 2 w t + θ 0 ) , ]]>其中，A为幅度，w＝2πf，f为载波频率，θ0为相位，t为时间。其中，步骤(403)所述的根据幅度信息得到等效扩频码，具体为：其中，PRN_EQU为等效扩频码。其中，步骤(6)所述的滑动相关运算具体为：其中，r(τ)为滑动相关运算结果，N为基带信号的点数，fs为高速信号采集装置的采样率，fc为码速率，T为扩频码周期，PRN为扩频码，为向上取整，为向下取整，X(i)为基带信号。其中，步骤(6)之后还包括步骤：(601)分别递增整体信号、上边带信号和下边带信号的下变频相位，根据递增后的相位一一对应再次分别对整体信号、上边带信号和下边带信号进行下变频得到新的基带信号、新的上边带基带信号和新的下边带基带信号；(602)对新的基带信号、新的上边带基带信号和新的下边带基带信号与等效扩频码、上边带支路扩频码和下边带支路扩频码分别一一对应作进行滑动相关运算；(603)重复(601)和(602)，直至得到最大相关峰值。其中，步骤(7)所述的链路时延值为：其中，td_calc为链路时延值，pos_max为相关峰值所在位置序号，N为基带信号的点数，fs为高速信号采集装置的采样率；其中，步骤(8)所述的用链路时延值扣除触发信号线缆的时延值和射频信号线缆的时延值后，得到AltBOC信号的时延值；具体为：td＝td_calc+TLine1pps-TLineRF；其中，td_calc为链路时延值，TLin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AltBOC信号的时延标定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)搭建AltBOC信号时延标定系统；所述的AltBOC信号时延标定系统包括AltBOC信号发射设备、时频信号产生设备、高速信号采集装置、时延处理装置、触发信号线缆以及射频信号线缆；(2)高速信号采集装置采集并存储预设长度的AltBOC信号；所述的AltBOC信号为上边带信号、下边带信号或整体信号；(3)若存储的AltBOC信号为上边带信号或下边带信号，则按照BPSK信号或者QPSK信号的时延标定方法进行标定，结束本流程；若存储的AltBOC信号为整体信号，则执行步骤(4)；(4)根据整体信号4个支路的扩频码和AltBOC信号8相位调制特征合成整体信号的等效扩频码；所述的4个支路的扩频码由2个上边带支路扩频码和2个下边带支路扩频码组成；(5)将整体信号、整体信号中的上边带信号和整体信号中的下边带信号分别进行下变频一一对应得到基带信号、上边带基带信号和下边带基带信号；(6)将基带信号、上边带基带信号和下边带基带信号与等效扩频码、上边带支路扩频码和下边带支路扩频码分别一一对应作滑动相关运算得到滑动相关运算结果；(7)在所有滑动相关运算结果中分别搜索相关峰值所在位置，根据相关峰值所在位置计算得到AltBOC信号的链路时延值；(8)用链路时延值扣除触发信号线缆的时延值和射频信号线缆 的时延值后，得到AltBOC信号的时延值。...

【技术特征摘要】
1.一种AltBOC信号的时延标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)搭建AltBOC信号时延标定系统；所述的AltBOC信号时延标定系统包括AltBOC信号
发射设备、时频信号产生设备、高速信号采集装置、时延处理装置、触发信号线缆以及射频
信号线缆；
(2)高速信号采集装置采集并存储预设长度的AltBOC信号；所述的AltBOC信号为上边
带信号、下边带信号或整体信号；
(3)若存储的AltBOC信号为上边带信号或下边带信号，则按照BPSK信号或者QPSK信号
的时延标定方法进行标定，结束本流程；若存储的AltBOC信号为整体信号，则执行步骤(4)；
(4)根据整体信号4个支路的扩频码和AltBOC信号8相位调制特征合成整体信号的等效
扩频码；所述的4个支路的扩频码由2个上边带支路扩频码和2个下边带支路扩频码组成；
(5)将整体信号、整体信号中的上边带信号和整体信号中的下边带信号分别进行下变
频一一对应得到基带信号、上边带基带信号和下边带基带信号；
(6)将基带信号、上边带基带信号和下边带基带信号与等效扩频码、上边带支路扩频码
和下边带支路扩频码分别一一对应作滑动相关运算得到滑动相关运算结果；
(7)在所有滑动相关运算结果中分别搜索相关峰值所在位置，根据相关峰值所在位置
计算得到AltBOC信号的链路时延值；
(8)用链路时延值扣除触发信号线缆的时延值和射频信号线缆的时延值后，得到
AltBOC信号的时延值。
2.根据权利要求1所述的一种AltBOC信号的时延标定方法，其特征在于：步骤(2)所述
的高速信号采集装置以10MHz信号作为参考信号，以1pps信号作为触发信号，对AltBOC信号
以满足时延计算精度的采样率进行采集存储，采集的AltBOC信号自触发时刻开始至超过扩
频码周期结束。
3.根据权利要求1所述的一种AltBOC信号的时延标定方法，其特征在于：步骤(4)所述
的根据整体信号4个支路的扩频码和AltBOC信号8相位调制特征合成整体信号的等效扩频
码，具体包括以下步骤：
(401)根据4个支路的扩频码得到AltBOC信号的8相位信息；
(402)将AltBOC信号的8相位信息通过混频转换为幅度信息；
(403)根据幅度信息得到等效扩频码。
4.根据权利要求3所述的一种AltBOC信号的时延标定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶龙，魏海涛，尹继凯，翟江鹏，树玉泉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13