具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块制造技术

本发明专利技术公开了一种具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块，包括载波环和码环。载波环中包括载波环跟踪辅助模块，用于去除GNSS接收机动态对载波环的影响，提高载波环的动态跟踪性能，消除环路带宽与动态应力之间的矛盾。码环中包括码环跟踪辅助模块，用于提高码跟踪精度的同时，通过Kalman滤波器校正的惯导速度信息及对应的伪距率信息与低通滤波器输出量相加，产生驱动信号，驱动信号控制预测的信号延迟，使码环仅跟踪剩余的惯导辅助误差，提高环路动态特性。本发明专利技术的GNSS接收机通过读取相关器层面的同相/正交信息与SINS信息统一融合，消除动态应力减小跟踪环路滤波带宽降低环路测量噪声，提高信噪比实现全局最优。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块，包括载波环和码环。载波环中包括载波环跟踪辅助模块，用于去除GNSS接收机动态对载波环的影响，提高载波环的动态跟踪性能，消除环路带宽与动态应力之间的矛盾。码环中包括码环跟踪辅助模块，用于提高码跟踪精度的同时，通过Kalman滤波器校正的惯导速度信息及对应的伪距率信息与低通滤波器输出量相加，产生驱动信号，驱动信号控制预测的信号延迟，使码环仅跟踪剩余的惯导辅助误差，提高环路动态特性。本专利技术的GNSS接收机通过读取相关器层面的同相/正交信息与SINS信息统一融合，消除动态应力减小跟踪环路滤波带宽降低环路测量噪声，提高信噪比实现全局最优。【专利说明】具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块
本专利技术涉及信号接收和处理
，特别涉及一种具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块。
技术介绍
全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)是一种以卫星为基础的无线电导航系统，它包括卫星星座、地面监控系统及用户终端设备，能为陆、海、空的各类载体提供全天候、不间断、高精度、实时导航定位服务。GNSS的导航误差不随时间积累，但GNSS数据更新率低，在低信噪比和高动态环境下会引起频率和相位跟踪误差的振荡。而捷联惯导能承受更高动态应力，短时性好、不受干扰。为实现各导航子系统优势互补，获得高精度、高抗干扰性能的导航系统，从底层硬件对各系统进行超紧组合成为研究热点。现有的超紧组合的GNSS接收机通常融合程度不佳，未能达到全局最优化。在高动态恶劣环境下，卫星导航、惯性导航或常规伪距层面的组合导航不能很好兼顾高动态、信噪比低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的融合程度不佳、未能达到全局最优化的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种融合程度好、能够实现全局最优的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块。有鉴于此，根据本专利技术实施例的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块，包括载波环和码环，其中，载波环中包括载波环跟踪辅助模块，其中，所述载波环跟踪辅助模块用于去除所述GNSS接收机动态对所述载波环的影响，提高所述载波环的动态跟踪性能，消除环路带宽与动态应力之间的矛盾；以及码环中包括码环跟踪辅助模块，其中，所述码环跟踪辅助模块用于提高码跟踪精度的同时，通过Kalman滤波器校正的惯导速度信息及对应的伪距率信息与低通滤波器输出量相加，产生驱动信号，所述驱动信号控制预测的信号延迟，使所述码环仅跟 踪剩余的惯导辅助误差，提高环路动态特性。根据本专利技术实施例的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块不需要进行信号跟踪，采用卫星接收机每个信号通道输出环路跟踪结果与MIMU部分估计伪距P SINS和伪距率^ 作为观测信息，预测组合系统的姿态、速度、位置等导航信息。通过读取相关器层面的同相/正交信息与SINS信息统一融合，消除动态应力减小跟踪环路滤波带宽降低环路测量噪声，提高信噪比实现全局最优。另外，根据本专利技术上述实施例的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块，还可以具有如下附加的技术特征:根据本专利技术的一个实施例，所述载波环包括:第一相干积分器和第二相干积分器，所述第一相干积分器和第二相干积分器分别设在同相I支路和正交Q支路上，所述第一相干积分器和第二相干积分器的输入端与数字中频信号源以及码NCO相连；载波环鉴相器，所述载波环鉴相器的输入端分别与所述第一相干积分器和第二相干积分器的输出端相连；多通道滤波器，所述多通道滤波器的输入端与所述载波环鉴相器的输出端相连，所述多通道滤波器输出相位误差ΛΡ和频率误差Af;载波NCO;所述载波环辅助控制模块，所述载波环辅助控制模块包括Kalman滤波器、MIMU和频率估计模块，其中:所述Kalman滤波器的输入端与所述多通道滤波器的输出端相连，接收来自多通道滤波器的所述ΛΡ和Af，并处理得到速度误差S ν;所述频率估计模块将所述Kalman滤波器提供的δ v变为相位控制字然后发送给所述载波NC0，以使所述载波NCO在相位控制字的作用下跟踪信号并得到第一伪距率八…和第一伪距P GNSS ;所述MIMU从所述Kalman滤波器的状态估计中得到第二伪距率和弟二伪距P MIMU，所述和P MIMU和载波NCO提供的G1VSS和P (；NSS经过减法器后，得到伪距率误_ V和伪距误差S P再回传给所述Kalman滤波器作观测信息。 根据本专利技术的一个实施例，所述码环包括:I/Q相关器及所述码NC0，所述码NCO产生本地复制信号，进入所述I/Q相关器一起剥离码信号；码环鉴相器，所述码环鉴相器的输入端与所述I/Q相关器的输出端相连，接收超前支路、即时支路和滞后支路三路信息后，经过鉴相操作得到相位误差ΛΡ ;环路滤波器，所述环路滤波器的输入端与所述码环鉴相器的输出端相连，所述环路滤波器将鉴相结果中的噪声滤除掉；所述码环辅助控制模块，所述码环辅助控制模块包括Kalman滤波器、MIMU和速率转换模块，其中:所述Kalman滤波器，所述Kalman滤波器接收来自所述码NCO的第一伪距率Am和第一伪距P eNSS，并向所述码NCO输入频率控制字；所述MIMU接收来自所述Kalman滤波器的速度误差δ ν和位置误差S P，并向所述Kalman滤波器输入第二伪距率和第二伪距P MIMU,所述MIMU通过捷联计算后输出最终速度V和最终位置P的导航信息；所述速率转换模块，所述MMU输出的最终速度V和最终位置P与卫星星历数据的时间信息、所述码NCO提供的基准值一起经过加法器后输入所述速率转换模块，所述速率转换模块的输出值辅助所述码NC0。根据本专利技术的一个实施例，通过外部MIMU信息与载波NCO输出伪距率一起通过Kalman滤波器的输出量来去除掉载波环所承受的动态应力，保证载波环在恶劣环境中组合系统依旧可靠。根据本专利技术的一个实施例，外部MMU信息为所述码环提供了辅助信息，保证码环正常工作输出伪距量测信息，避免因载波环失锁而导致组合系统性能下降。根据本专利技术的一个实施例，所述载波NCO和码NCO结合外部MIMU信息经过Kalman滤波器同时辅助载波跟踪环和码跟踪环提高系统鲁棒性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块的载波环的示意图。图2是本专利技术实施例的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块的码环的示意图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术实施例的具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块，包括载波环和码环。其中，载波环中包括载波环跟踪辅助模块，其中，载波环跟踪辅助模块用于去除GNSS接收机动态对载波环的影响，提高载波环的动态跟踪性能，消除环路带宽与动态应力之间的矛盾。码环中包括码环跟踪辅助模块，其中，码环跟踪辅助模块用于在减小相关时间间隔、提高码跟踪进度的同时，通过Kalman滤波器校正的惯导速度信息及对应的伪距率信息与低通滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有环路辅助的GNSS接收机基带处理模块，其特征在于，包括载波环和码环，其中，载波环中包括载波环跟踪辅助模块，其中，所述载波环跟踪辅助模块用于去除所述GNSS接收机动态对所述载波环的影响，提高所述载波环的动态跟踪性能，消除环路带宽与动态应力之间的矛盾；以及码环中包括码环跟踪辅助模块，其中，所述码环跟踪辅助模块用于提高码跟踪精度的同时，通过Kalman滤波器校正的惯导速度信息及对应的伪距率信息与低通滤波器输出量相加，产生驱动信号，所述驱动信号控制预测的信号延迟，使所述码环仅跟踪剩余的惯导辅助误差，提高环路动态特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伦贵，尤政，张高飞，赵开春，马林，王晓初，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11