一种位同步方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种位同步方法，其特征在于，读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据，假设可能的位边界。若存在二次编码的导航信号，则进行二次编码剥离；若不存在二次编码，则不进行编码剥离过程。然后进行数据跳变检测，比较检测结果，判定数据跳变数最大的可能边界为真实符号位边界。本发明专利技术还公开了一种位同步的装置，通过上述方法和装置，同时支持不同信号的位同步，通过调整位同步时间，能够提高导航信号位同步的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航定位
，尤指卫星信号位同步的方法和系统。
技术介绍
当前四大卫星导航体系，包括：GPS、GLONASS，Galileo以及中国北斗的快速发展，基于定位的服务不断拓展，地球上空可以用于定位的卫星数量正在不断增多。关于全球导航卫星系统(GNSS)相关接收技术的研究与应用逐步深入，同时支持多种卫星信号的多模接收机的设计开发成为必然趋势。一个导航定位接收机通常包括：天线、射频模块、基带模块和其他应用模块。其中，基带模块通常用于完成信号的同步和导航电文解调，产生用于定位的测量值，并根据测量值和解调出的导航电文计算出导航定位接收机的所处位置，然后根据相应的协议发送给应用模块，从而实现为应用模块提供位置、速度或时间信息。在以上处理过程中，找到导航电文的符号位边界是信号同步的重要步骤，是进行帧同步和解调导航电文的基础。不同的导航系统采用了不用的调制模式和方法。为了导航电文信息传输的可靠性，一般导航信号的位传输周期要大于伪随机码周期。以GPS信号为例，其伪随机码的周期为1ms，GPS数据位信号的周期为20ms。为了能够准确的解调出传输的导航电文信息需要首先实现位同步，其关键就是找到输出序列中的数据位翻转点，找到了位翻转点就实现了位同步。只有实现了数据位同步，才能将原始GPS信号从调制信号中解出，进行下一步的定位工作。数据位同步的目的是提供接收装置最大能量解调的时序同步信号，该同步信号的准确度是影响接收装置灵敏度最重要的参数。在GPS信号体制中，在GPS数据位信号的周期中，其信号内部不发生符号跳变。然而，在一些导航信号体制中，如北斗MEO卫星信号，Galileo卫星信号中，其在为随机码的基础上，又调制了二次编码(Secondarycode)，从而使的在数据位信号的周期中，其信号内部存在符号跳变。为此，传统的位同步的方法就不适用新型卫星信号，必须开发新的位同步算法，来实现不同模式下的适用性。
技术实现思路
本专利技术公开了一种信号位同步方法，其特征在于，读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据，假设可能的位边界。若存在二次编码的导航信号，则进行二次编码剥离；若不存在二次编码，则不进行编码剥离过程。然后进行数据跳变检测，比较检测结果，判定数据跳变数最大的可能边界为真实符号位边界。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据；假设所有可能的位边界；若存在二次编码的导航信号，则进行二次编码剥离；若不存在二次编码，则不进行编码剥离过程；进行数据跳变检测；比较检测结果，判定数据跳变数最大的可能边界为真实符号位边界。优选的，二次编码剥离，包括：依据二次编码的生成方式，生成二次编码序列。将I支路相关积分数据和Q支路数据与二次编码序列进行相乘，实现二次编码剥离，得到剥离后I支路和Q支路数据。优选的，数据跳变检测采用差分累积积分的方法，包括：根据Sign_changep=ΣD=1DMΣi=1N|Σk=120-D[(IIi,p+i*QQi.p)*(IIi,p-k-i*QQi,p-k)]|]]>对I支路和Q支路数据进行处理，其中Sign_changep为位置p的数据跳变检测输出，II和QQ为二次编码剥离后的I支路和Q支路数据，N为用于位同步的所有符号位的数量，DM为用于位同步的差分累积积分的数量，i为复数算子。优选的，根据信号强度和多普勒变化的特点，选择不同的差分累积积分的长度DM。优选的，在固定的时间内进行位同步，具体的，在N个符号位所持续时间内进行位同步，N的确定根据所要求达到的灵敏度决定。本专利技术还提供了一种信号位同步装置，其特征在于，所述装置包括：天线，射频模块，跟踪模块，二次编码剥离模块，数据位跳变检测模块以及位边界判决模块。其中，所述天线，用于接收获取的卫星信号；所述射频模块，用于将卫星信后进行下变频与采样输出；所述跟踪模块，用于捕获跟踪各卫星，生成相关积分数据；所述二次编码剥离模块，用于将具有二次编码信号进行二次编码剥离过程，输出剥离后的数据；所述数据位跳变检测模块，用于进行信号的差分累积积分，进行数据跳变检测；所述位边界判决模块，用于比较检测结果，判定数据跳变数最大的可能边界为真实符号位边界。优选的，二次编码剥离，包括：依据二次编码的生成方式，生成二次编码序列。将I支路相关积分数据和Q支路数据与二次编码序列进行相乘，实现二次编码剥离，得到剥离后I支路和Q支路数据。。优选的，数据跳变检测采用差分累积积分的方法，包括：根据Sign_changep=ΣD=1DMΣi=1N|Σk=120-D[(IIi,p+i*QQi.p)*(IIi,p-k-i*QQi,p-k)]|]]>对I支路和Q支路数据进行处理，其中Sign_changep为位置p的数据跳变检测输出，II和QQ为二次编码剥离后的I支路和Q支路数据，N为用于位同步的所有符号位的数量，DM为用于位同步的差分累积积分的数量。优选的，根据信号强度和多普勒变化的特点，选择不同的差分累积积分的长度DM。优选的，在固定的时间内进行位同步，具体的，在N个符号位所持续时间内进行位同步，N的确定根据所要求达到的灵敏度决定。附图说明为了更加清楚的说明本专利技术实施例中的技术方法，下面将对实施例描述中所需的附图做一下简单介绍：图1为本专利技术信号捕获方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例的装置结构示意图；具体实施方式以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本专利技术技术方案的特征及其技术效果，但本专利技术不局限于本实施例。如图1所示，本专利技术提供了信号位同步方法的一实施例，所述方法包括以下步骤：步骤101，读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据。获取跟踪通道相关通道输出的I支路相关积分数据和Q支路数据，作为位同步的初始输入信息。步骤102，假设所有可能的位边界；步骤103，二次编码序列剥离。若存在二次编码的导航信号，则进行二次编码剥离；若不存在二次编码，则不进行编码剥离过程；优选的，二次编码剥离，包括：依据二次编码的生成方式，生成二次编码序列。将I支路相关积分数据和Q支路数据与二次编码序列进行相乘，实现二次编码剥离，得到剥离后I支路和Q支路数据。步骤104，进行数据位跳变检测；优选的，数据跳变检测采用差分累积积分的方法，包括：根据Sign_changep=ΣD=1DMΣi本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术公开了一种信号位同步方法，其特征在于，读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据，假设可能的位边界。若存在二次编码的导航信号，则进行二次编码剥离；若不存在二次编码，则不进行编码剥离过程。然后进行数据跳变检测，比较检测结果，判定数据跳变数最大的可能边界为真实符号位边界。

【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种信号位同步方法，其特征在于，读取通道I支路相关积分数据和Q
支路数据，假设可能的位边界。若存在二次编码的导航信号，则进行二次编码剥离；若不存
在二次编码，则不进行编码剥离过程。然后进行数据跳变检测，比较检测结果，判定数据跳
变数最大的可能边界为真实符号位边界。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若信号存在二次编码，则进行二次编码剥
离。具体为：依据二次编码的生成方式，生成二次编码序列。将I支路相关积分数据和Q支
路数据与二次编码序列进行相乘，实现二次编码剥离，得到剥离后I支路和Q支路数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，数据跳变检测采用差分累积积分的方法，
包括：根据Sign_changep=ΣD=1DMΣi=1N|Σk=120-D[(IIi,p+i*QQi.p)*(IIi,p-k-i*QQi,p-k)]|,]]>对I支路和Q支路数据
进行处理，其中Sign_changep为位置p的数据跳变检测输出，II和QQ为二次编码剥离后的
I支路和Q支路数据，N为用于位同步的所有符号位的数量，DM为用于位同步的差分累积积
分的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据信号强度和多普勒变化的特点，选择
不同的差分累积积分的长度DM。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于在固定的时间内进行位同步，
具体的，在N个符号位所持续时间内进行位同步，N的确定根据所要求达到的灵敏度决定。
6.一种信号位同步装置，其特征在于，所述装置包括：天线，射频模块，跟踪模块，二
次编码剥离模块，数据位跳变检测模块以及位边界判决模块。其中，
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷登云，路卫军，崔小欣，黄永灿，于敦山，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11