一种卫星信号位同步的方法、装置和导航接收机制造方法及图纸

本发明专利技术适用于导航领域，提供了一种卫星信号位同步的方法、装置和导航接收机。所述方法包括：获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况；根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。本发明专利技术的卫星信号位同步的方法能兼容北斗卫星导航系统和GPS系统，实现卫星信号位同步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导航领域，尤其涉及一种卫星信号位同步的方法、装置和导航接收机。
技术介绍
北斗卫星导航系统和GPS系统都是全球定位系统，在现如今的生活中起到越来越重要的作用，在导航、定位、授时、测速等领域中占据着非常重要的位置。当前中国的北斗卫星导航系统快速发展，同时支持GPS系统和北斗卫星导航系统的导航接收机必将会越来越普遍。导航接收机通常包括：天线、射频模块、基带信号处理模块和其他应用模块。其中，基带信号处理模块主要功能包括搜索到天空上的卫星并解调出正确的导航电文，产生用于导航、定位、授时、测速等应用的测量值。位同步，即比特同步，在导航接收机中同样有着非常重要的作用。在搜索到卫星之后，导航接收机会对该颗卫星进行跟踪锁定，并进行位同步处理，只有位同步成功，才能确定信号的比特边界，进而确定信号的比特。导航接收机接收到该颗卫星的正确比特后，对其进行帧同步处理，得到该颗卫星的导航电文从而进行定位解算。从而可知，位同步在导航接收机中具有很重要的作用，只有正确地进行位同步处理，才能成功搜星并参与定位，并且位同步的性能好坏直接影响着导航接收机的捕获灵敏度。在GPS系统中，每一颗卫星发出的信号都由与该卫星唯一对应的伪随机码(Pseudo-RandomNoise，PRN)进行调制，伪随机码的周期为1ms，所以经伪随机码调制后的数据信号是周期为1ms的粗码(CA码)；每一位导航数据信号都要重复20次以保证没有纠错机制下的可靠传输，GPS数据位信号的周期为20ms。在对跟踪环路输出的CA码信号进行解调时，首先要通过位同步将1000b/s的CA码信号转变为50b/s的高低电平。北斗卫星导航系统，采用了和GPS系统不同的数据调制方式，对地球静止轨道卫星(GeostationaryEarthOrbit，GEO)卫星，伪随机码的周期也为1ms，但每一个数据位是2ms，和GPS系统类似，在数据位内部不存在符号的跳变，在做一些改变后，位同步时可以采用和GPS系统类似的方法。对中圆地球轨道(MediumEarthOrbit，MEO)卫星和倾斜地球同步轨道(InclinedGeosynchronousSatelliteOrbit)卫星，伪随机码的周期也为1ms，同样，每一位北斗数据信号都要重复20次以保证没有纠错机制下的可靠传输，与GPS系统不同的是，每一位当中的20ms数据采用了NH(Neumann-Hoffman)码调制，就是说，在每一位数据内部也存在符号的跳变，这样，采用GPS信号相同的位同步的方法就不适用于北斗卫星导航系统的MEO卫星信号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能兼容北斗卫星导航系统和GPS系统的卫星信号位同步的方法、装置和导航接收机。第一方面，本专利技术提供了一种卫星信号位同步的方法，所述方法包括：获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况；根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。进一步地，所述获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况具体包括：每毫秒从卫星跟踪通道读取I支路和Q支路的相关数据的值；分别计算每毫秒读取到的值的共轭值；分别将当前毫秒读取到的值与前一个毫秒读取到的值的共轭值进行乘法运算，得到乘积值；在每个累加周期内，GPS卫星和北斗卫星分别以自身的数据位信号的周期为周期，将不同周期中对应毫秒的乘积值分别进行累加，得到多个累加值；将一个累加周期内的多个累加值分别作为1个比特数据的第一个毫秒的位置的值，将累加周期内的累加值移位组合成多组累加值，每组累加值包括的累加值的数量与一个累加周期的累加值数量相同；将每组累加值分别乘nh_pd，其中，nh_pd表示在20毫秒的比特数据中，相邻两毫秒值是否存在突变，如果是，则为1，如果不是，则为0，如果为0，则将每组累加值的对应位置的累加值乘1，如果为1，则将每组累加值的对应位置的累加值乘-1；分别将乘nh_pd后的每组累加值中的所有累加值进行累加，得到每组的累加值；计算每组的累加值的能量值；所述根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步具体为：比较能量值的大小，获得最大能量值，将最大能量值对应的第一个毫秒的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。进一步地，所述GPS卫星和北斗卫星分别以自身的数据位信号的周期为周期，将不同周期中对应毫秒的乘积值分别进行累加，得到多个累加值的步骤中，累加的次数M根据信号强弱进行控制，其中，M是大于或等于2的整数，信号弱时的M大于信号强时的M第二方面，本专利技术提供了一种卫星信号位同步的装置，所述装置包括：获取模块，用于获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况；同步模块，用于根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。进一步地，所述获取模块具体包括：读取模块，用于每毫秒从卫星跟踪通道读取I支路和Q支路的相关数据的值；第一计算模块，用于分别计算每毫秒读取到的值的共轭值；第一乘法模块，用于分别将当前毫秒读取到的值与前一个毫秒读取到的值的共轭值进行乘法运算，得到乘积值；第一累加模块，用于在每个累加周期内，GPS卫星和北斗卫星分别以自身的数据位信号的周期为周期，将不同周期中对应毫秒的乘积值分别进行累加，得到多个累加值；移位模块，用于将一个累加周期内的多个累加值分别作为1个比特数据的第一个毫秒的位置的值，将累加周期内的累加值移位组合成多组累加值，每组累加值包括的累加值的数量与一个累加周期的累加值数量相同；第二乘法模块，用于将每组累加值分别乘nh_pd，其中，nh_pd表示在20毫秒的比特数据中，相邻两毫秒值是否存在突变，如果是，则为1，如果不是，则为0，如果为0，则将每组累加值的对应位置的累加值乘1，如果为1，则将每组累加值的对应位置的累加值乘-1；第二累加模块，用于分别将乘nh_pd后的每组累加值中的所有累加值进行累加，得到每组的累加值；第二计算模块，用于计算每组的累加值的能量值；所述同步模块具体用于比较能量值的大小，获得最大能量值，将最大能量值对应的第一个毫秒的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。第三方面，本专利技术提供了一种导航接收机，所述导航接收机包括上述的卫星信号位同步的装置。在本专利技术中，由于通过获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况；根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。因此虽然北斗卫星导航系统和GPS系统的数据位信号的周期不同，但本专利技术的位同步方法仍然能兼容北斗卫星导航系统和GPS系统，实现卫星信号位同步。另外，由于GPS卫星和北斗卫星分别以自身的数据位信号的周期为周期，将不同周期中对应毫秒的乘积值分别进行累加，得到多个累加值，累加的次数M根据信号强弱进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星信号位同步的方法，其特征在于，所述方法包括：获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况；根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。

【技术特征摘要】
1.一种卫星信号位同步的方法，其特征在于，所述方法包括：获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况；根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况具体包括：每毫秒从卫星跟踪通道读取I支路和Q支路的相关数据的值；分别计算每毫秒读取到的值的共轭值；分别将当前毫秒读取到的值与前一个毫秒读取到的值的共轭值进行乘法运算，得到乘积值；在每个累加周期内，GPS卫星和北斗卫星分别以自身的数据位信号的周期为周期，将不同周期中对应毫秒的乘积值分别进行累加，得到多个累加值；将一个累加周期内的多个累加值分别作为1个比特数据的第一个毫秒的位置的值，将累加周期内的累加值移位组合成多组累加值，每组累加值包括的累加值的数量与一个累加周期的累加值数量相同；将每组累加值分别乘nh_pd，其中，nh_pd表示在20毫秒的比特数据中，相邻两毫秒值是否存在突变，如果是，则为1，如果不是，则为0，如果为0，则将每组累加值的对应位置的累加值乘1，如果为1，则将每组累加值的对应位置的累加值乘-1；分别将乘nh_pd后的每组累加值中的所有累加值进行累加，得到每组的累加值；计算每组的累加值的能量值；所述根据GPS系统和北斗卫星导航系统每比特信息中的信号翻转情况，找
\t到翻转能量最大的位置，将翻转能量最大的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步具体为：比较能量值的大小，获得最大能量值，将最大能量值对应的第一个毫秒的位置作为比特周期的起始位置，从而实现卫星信号位同步。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每毫秒从卫星跟踪通道读取I支路和Q支路的相关数据的值具体为：以时间T为一个周期，在周期内的每毫秒分别读取一个I支路和Q支路的相关数据的值，得到T个值，其中T＝n*20ms，n是大于或等于1的整数。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述GPS卫星和北斗卫星分别以自身的数据位信号的周期为周期，将不同周期中对应毫秒的乘积值分别进行累加，得到多个累加值的步骤中，累加的次数M根据信号强弱进行控制，其中，M是大于或等于2的整数，信号弱时的M大于信号强时的M。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将一个累加周期内的多个累加值分别作为1个比特数据的第一个毫秒的位置的值，将累加周期内的累加值移位组合成多组累加值具体为：将一个累加周期内的多个累加值分别作为1个比特数据的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：严卫健，刘俊秀，周显文，石岭，
申请(专利权)人：深圳艾科创新微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44