导航比特同步方法及检查导航比特同步的方法技术

本发明专利技术公开了一种导航比特同步方法及检查导航比特同步的方法。接收机接收卫星信号，该卫星信号的导航比特跨越第一数量个伪随机码的周期。导航比特同步方法包括：将多个滑动相位的每个滑动相位的导航比特均匀分解为第二数量个最小能量单元；计算每个滑动相位的第二数量个最小能量单元的单元能量；累加每个滑动相位的第二数量个最小能量单元的单元能量，以得到多个滑动相位的比特能量；及根据多个滑动相位的比特能量确定比特边界。本发明专利技术的导航比特同步方法降低了比特同步对跟踪质量的要求，提升了比特同步的准确性，并降低了比特同步的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航
，特别是涉及一种导航比特同步方法以及检查导航比特同步的方法。
技术介绍
随着电子技术和信息化的发展，全球导航卫星系统(Global Navigat1nSatellite System)已经广泛应用到人们生活的各个领域。全球导航卫星系统目前包括美国的全球定位系统(Global Posit1ning System, GPS)、中国的北斗导航系统(BDNavigat1n Satellite System)、俄罗斯的格罗纳斯导航系统GL0NASS)以及欧盟的伽利略导航系统(GALILEO)。每个导航系统都能独立完成全球定位，同时不同导航系统也可以协同工作来提高定位质量。 以GPS为例描述导航系统的基本原理。GPS包含一个由多颗卫星组成的卫星星群。这些星群分布在多个轨道上，从而保证在地球的任何位置都能够接收到至少4颗卫星的信号。每颗GPS卫星会不断地发射伪随机码(PRN)序列。不同卫星的PRN码不同，以保证卫星之间信号互不干扰。PRN码包括民用的C/A码和军用的P (Y)码。其中C/A码频率为1.023兆赫兹，重复周期为I毫秒。GPS的调制信号是导航电文和PRN码的组合码，导航电文的速率为50bit/s。当接收机接收到导航电文时，提取出卫星时间并将其与本地时钟做对比，以得出卫星与接收机的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射导航电文时所处的位置，即可得知接收机的位置和速度等信息。 以GPS为例简单描述接收机从接收卫星信号到定位的流程:基带芯片接收到卫星信号后，将模拟信号转化成数字信号。捕获模块积分器完成频率的粗搜并获得C/A码的边界，这里捕获粗搜频率可能存在较大的偏差(例如:几十赫兹或上百赫兹)。C/A码边界即毫秒边界。当捕获完成就实现了载波和C/A码的剥离，输出1、Q两路积分值。由于导航比特跨越20个C/A码周期，所以比特边界是未知的。比特同步模块利用1、Q两路积分值进行比特能量累加，以找到导航比特的边界。跟踪模块实时调整频率与锁定相位。接着根据导航比特的边界解调导航电文，获得卫星位置并计算伪距，最后使用多颗卫星的信息完成导航定位计算。其中，要获得导航比特边界就必须完成比特同步，进而实现导航电文解调、伪距解算及定位导航。伪距解算需要用到比特边界，一旦比特边界出错，将会使得接收机输出的定位结果有巨大的偏差，这将对定位精度产生灾难性的影响。 图1所示为现有技术中的采用最大似然估计方法的比特同步方法流程图100。在步骤102中，计算不同比特相位的比特能量BitPower。接着执行步骤104和106,对比特相位的比特能量进行预定次数的累加。在步骤108中，找到比特能量最大的比特相位。最后在步骤110中据此调整毫秒计数器并在步骤112中实现对卫星信号的跟踪解调。其中，根据式(I)计算比特能量BitPower: _] BitPower = (^i Ii )2 + (X^1 Qi )2(I) 其中1、Q分别为1、Q两路积分值，i为比特内毫秒计数。由于导航比特可能存在长时间不翻转的情况，为降低比特同步出错概率，需要增加相应的非相干累加积分时间(即增加比特能量累加的次数)。通常来说，非相干积分累加时间设为4秒(B卩比特能量的累加次数为200次)。然而，非相干积分累加时间较长会导致接收机的首次定位时间(Time ToFirst Fix, TTFF)较长，这对接收机几乎是不能忍受的。此外，卫星信号跟踪质量较差(主要是频率偏离)时，不易找到比特能量最大的比特相位，因此，比特同步容易出错。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种导航比特同步方法以及检查导航比特同步的方法，可降低比特同步对跟踪质量的要求，提升比特同步的准确性，并降低比特同步的时间。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种导航比特同步方法。接收机接收卫星信号，该卫星信号的导航比特跨越第一数量个伪随机码的周期。导航比特同步方法包括:将多个滑动相位的每个滑动相位的导航比特均匀分解为第二数量个最小能量单元；计算每个滑动相位的第二数量个最小能量单元的单元能量；累加每个滑动相位的第二数量个最小能量单元的单元能量，以得到多个滑动相位的比特能量；及根据多个滑动相位的比特能量确定比特边界。 作为上述技术方案的改进，根据多个滑动相位的比特能量确定比特边界的步骤包括:从多个滑动相位的比特能量中找到最大比特能量；及根据最大比特能量确定比特边界。 根据多个滑动相位的比特能量确定比特边界的步骤包括:累加每个滑动相位的预定个连续比特的比特能量，得到对应多个滑动相位的多个累加比特能量；在多个累加比特能量中找出最大比特能量、次大比特能量和最小比特能量；及根据最大比特能量、次大比特能量和最小比特能量，确定比特边界。 根据最大比特能量、次大比特能量和最小比特能量，确定比特边界的步骤包括:在最大比特能量与次大比特能量的第一比值大于第一阈值、最大比特能量与最小比特能量的第二比值大于第二阈值和最大比特能量大于第三阈值的情况下，根据最大比特能量确定比特边界。 本专利技术还提供了一种检查导航比特同步的方法，包括:根据以上所述的导航比特同步方法开始比特同步；判断本次比特同步是否为首次比特同步；及如果本次比特同步不是首次比特同步，检查本次比特同步的边界与上次比特同步的边界是否一致，并据此控制比特同步计数和解调数据。 采用本专利技术的导航比特同步方法，由于通过累加多个最小能量单元的单元能量来获得滑动相位的比特能量，降低了连续积分时间，因此，降低了比特同步对于跟踪质量的要求。此外，通过将最大比特能量与次大比特能量的第一比值与第一阈值比较，将最大比特能量与最小比特能量的第二比值与第二阈值比较，并将最大比特能量与第三阈值比较，增加了更多可靠的判断指标，提升了比特同步的准确性，并减少了比特同步的时间。 【附图说明】 以下通过对本专利技术的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构身份和优点。 图1所示为现有技术中的采用最大似然估计方法的比特同步方法流程图； 图2A是根据本专利技术一个实施例的导航比特同步方法中计算导航比特能量的示意图； 图2B是根据本专利技术一个实施例的导航比特同步方法中计算导航比特能量的另一示意图； 图3A所示为根据本专利技术一个实施例的导航比特同步方法的流程图； 图3B所示为根据本专利技术一个实施例的图3A中导航比特同步方法的一个具体示例的流程图； 图4所示为根据本专利技术一个实施例的检查导航比特同步的方法的流程图。 【具体实施方式】 以下将对本专利技术的实施例给出详细的参考。尽管本专利技术通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本专利技术涵盖所附权利要求所定义的专利技术精神和专利技术范围内的所有替代物、变体和等同物。 另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。 图2A所示为根据本专利技术一个实施例的导航比特同步方法中计算导航比特能量的示意图200。以下将以接收机接收到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导航比特同步方法，接收机接收卫星信号，该卫星信号的导航比特跨越第一数量个伪随机码的周期，其特征在于，所述导航比特同步方法包括：将多个滑动相位的每个滑动相位的导航比特均匀分解为第二数量个最小能量单元；计算每个滑动相位的所述第二数量个最小能量单元的单元能量；累加每个滑动相位的所述第二数量个最小能量单元的单元能量，以得到多个滑动相位的比特能量；及根据所述多个滑动相位的比特能量确定比特边界。

【技术特征摘要】
1.一种导航比特同步方法，接收机接收卫星信号，该卫星信号的导航比特跨越第一数量个伪随机码的周期，其特征在于，所述导航比特同步方法包括: 将多个滑动相位的每个滑动相位的导航比特均匀分解为第二数量个最小能量单元； 计算每个滑动相位的所述第二数量个最小能量单元的单元能量； 累加每个滑动相位的所述第二数量个最小能量单元的单元能量，以得到多个滑动相位的比特能量 '及 根据所述多个滑动相位的比特能量确定比特边界。2.根据权利要求1所述的导航比特同步方法，其特征在于，所述根据所述多个滑动相位的比特能量确定比特边界的步骤包括: 从所述多个滑动相位的比特能量中找到最大比特能量；及根据所述最大比特能量确定所述比特边界。3.根据权利要求1所述的导航比特同步方法，其特征在于，所述根据所述多个滑动相位的比特能量确定比特边界的步骤包括: 累加每个滑动相位的预定个连续比特的比特能量，得到对应多个滑动相位的多个累加比特能量； 在所述多个累加比特能量中找出最大比特能量、次大比特能量和最小比特能量；及 根据所述最大比特能量、所述次大比特能量和所述最小比特能量，确定所述比特边界。4.根据权利要求3所述的导航比特同步方法，其特征在于，所述根据所述最大比特能量、所述次大比特能量和所述最小比特能量，确定所述比特边界的步骤包括: 在所述最大比特能量与所述次大比特能量的第一比值大于第一阈值、所述最大比特能量与所述最小比特能量的第二比值大于第二阈值和所述最大比特能量大于第三阈值的情况下，根据所述最大比特能量确定所述比特边界。5.根据权利要求4所述的导航比特同步方法，其特征在于，所述第二阈值的最小值为N*n/ (N*n-1),其中,N表示所述预定个连续比特的数量,η表示所述第二数量个最小能量单元的数量。6.根据权利要求1所述的导航比特同步方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大春，邹景华，高科，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42