一种信号跟踪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种信号跟踪方法及装置，可以获得第一数量的第一同相路相关结果、第二数量的第二同相路相关结果、第一数量的第一正交路相关结果和第二数量的第二正交路相关结果，及预设的相位误差鉴别模型，获得关于本地扩频码与中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果；在第二鉴别结果不为零时，根据第二鉴别结果调整本地扩频码的相位。因此，可以扩大码跟踪环中输出的关于第二鉴别结果的误差曲线的有效线性区间，使得关于第二鉴别结果的误差曲线只有一个过零点，从而使跟踪环锁定在正确的峰值上，提高了信号跟踪的精度；同时，本发明专利技术不需要增加额外的滤波器，实现起来更为方便、简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号跟踪领域，特别是涉及一种信号跟踪方法及装置。
技术介绍
由于二进制偏移载波(BOC，Binary-Offset-Carrier)调制信号在性能上较二相相移键控(BPSK，BinaryPhaseShiftKeying)调制信号有很多优点，例如：BOC信号的相关峰(自相关函数的主峰)更窄，具有更高的跟踪精度；可以通过调整子载波与扩频码的速率实现同频点信号的频谱分离，具有更好的抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力和良好的兼容性等。因此BOC调制信号被广泛应用于新一代的卫星导航信号中，包括GPSL1、GPSL2、GALILEOE1、GALILEOE5以及现代化的GLONASS信号的调制中。然而，BOC调制信号的自相关函数具有多峰特性，这使得接收机在跟踪过程中很容易锁在错误的峰值上(自相关函数的副峰)，尤其是在信噪比较低的环境下这种现象更为普遍，这将严重影响到接收机的定位精度，即造成模糊跟踪或歧异跟踪。目前，一般通过类BPSK法和VEVL(Very-earlyVery-late)跳峰法消除BOC调制信号自相关函数的副峰，以使接收机在跟踪过程中锁定在BOC调制信号自相关函数的主峰上，从而提高跟踪精度。其中，类BPSK法利用BOC信号的频谱类似于2个BPSK信号平移后叠加的情况，且具有双边带对称的特点，只处理BOC信号的一个边带，从而去除子载波的影响，再与本地扩频码的主峰进行相关，但是，这种方法在实现时需要2>个复数滤波器，在硬件上耗费资源比较大，实现困难，收敛区间的线性度不好，且会导致信噪比恶化。VEVL(Very-earlyVery-late)跳峰法，通过远超前(Very-early)和远滞后(Very-late)两个相关器保证本地扩频码与自相关函数的主峰而非副峰对准，如果远超前和远滞后本地扩频码产生的输出值大于另一个超前或滞后码产生的输出值，就说明跟踪环路锁在了副峰上，这时对本地扩频码的相位做相应的跳跃式调整，调到具有最大值的峰，重复该过程直到跳到主峰，但是，这种方法使得信号跟踪模块对相关器的控制变得复杂，且副峰的消除不完全。可见，现有的消除BOC调制信号自相关函数的副峰的方法较为繁琐、复杂，且消除不完全，仍然难以实现精确跟踪。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种信号跟踪方法及装置，可以准确辨别中频信号的稳定点，使跟踪环能够锁定在正确的峰值上，实现BOC信号的精确跟踪,降低信号跟踪的复杂度。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种信号跟踪方法，包括如下步骤：根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路信号及正交路信号；将本地扩频码进行移位处理获得第一数量的提前路本地扩频码、第二数量的滞后路本地扩频码和即时路本地扩频码；其中，所述第一数量和所述第二数量均为大于或者等于1的整数，且所述第一数量和所述第二数量相等；对所述同相路信号和所述第一数量的提前路本地扩频码分别进行相关运算，获得第一数量的第一同相路相关结果；对所述同相路信号和所述第二数量的滞后路本地扩频码分别进行相关运算，获得第二数量的第二同相路相关结果；对所述同相路信号和所述即时路本地扩频码进行相关运算，获得第三同相路相关结果；对所述正交路信号和所述第一数量的提前路本地扩频码分别进行相关运算，获得第一数量的第一正交路相关结果；对所述正交路信号和所述第二数量的滞后路本地扩频码分别进行相关运算，获得第二数量的第二正交路相关结果；对所述正交路信号和所述即时路本地扩频码进行相关运算，获得第三正交路相关结果；根据所述第三同相路相关结果和所述第三正交路相关结果，获得关于所述本地载波与所述中频信号的载波的频率或相位误差的第一鉴别结果；根据所述第一数量的第一同相路相关结果、所述第二数量的第二同相路相关结果、所述第一数量的第一正交路相关结果和所述第二数量的第二正交路相关结果，及预设的相位误差鉴别模型，获得关于所述本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果；其中，利用所述相位误差鉴别模型获得的关于第二鉴别结果的误差曲线只有一个过零点；判断所述第一鉴别结果和所述第二鉴别结果是否均为零，如果是，确定所述信号跟踪成功；否则，当所述第一鉴别结果不为零时，根据所述第一鉴别结果调整所述本地载波的频率或相位，当所述第二鉴别结果不为零时，根据所述第二鉴别结果调整所述本地扩频码的相位，并返回执行所述根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路信号及正交路信号的步骤。优选的，所述相位误差鉴别模型为：En(τ)=Σi=1Nαi(|Ri-E(τ)|n-|Ri-L(τ)|n),]]>其中，τ为扩频码的实际码元；N等于所述第一数量或所述第二数量；Ri-E(τ)为第i个提前路对应的所述第一同相路相关结果的平方与第i个提前路对应的所述第一正交路相关结果的平方的和的平方根，Ri-L(τ)为第i个滞后路对应的所述第二同相路相关结果的平方与第i个滞后路对应的所述第二正交路相关结果的平方的和的平方根，i＝1,2,3,…,N；n为指数，当对所述中频信号的功率谱进行跟踪时，n＝2；当对所述中频信号的幅值进行跟踪时，n＝1；αi为权值，α＝βθ-1λ，上式中，β为任意实数，其中，θij=θji=∫-Dmax/2Dmax/2ψi(τ)ψj(τ)dτ,i,j=1,2,...,N,]]>Dmax为N个提前路或N个滞后路中与即时路的码元间隔最大的码元间隔；ψi(τ)＝|Ri-E(τ)|n-|Ri-L(τ)|n,i＝1,2,…,N。优选的，在将本地扩频码进行移位处理获得第一数量的提前路本地扩频码、第二数量的滞后路本地扩频码和即时路本地扩频码前，所述方法还包括：判断接收到的所述中频信号的类型；如果所述中频信号为二相相移键控BPSK信号，确定所述第一数量和所述第二数量均等于1；如果所述中频信号为二进制偏移载波BOC信号，确定所述第一数量和所述第二数量均大于1。优选的，当所述中频信号为BPSK信号时，所述获得关于所述本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果包括：利用早迟门E-L鉴别器获得关于所述本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果；当所述中频信号为BOC信号时，所述获得关于所述本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果包括：利用2N鉴别器获得关于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号跟踪方法，其特征在于，应用于接收机，所述方法包括：根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路信号及正交路信号；将本地扩频码进行移位处理获得第一数量的提前路本地扩频码、第二数量的滞后路本地扩频码和即时路本地扩频码；其中，所述第一数量和所述第二数量均为大于或者等于1的整数，且所述第一数量和所述第二数量相等；对所述同相路信号和所述第一数量的提前路本地扩频码分别进行相关运算，获得第一数量的第一同相路相关结果；对所述同相路信号和所述第二数量的滞后路本地扩频码分别进行相关运算，获得第二数量的第二同相路相关结果；对所述同相路信号和所述即时路本地扩频码进行相关运算，获得第三同相路相关结果；对所述正交路信号和所述第一数量的提前路本地扩频码分别进行相关运算，获得第一数量的第一正交路相关结果；对所述正交路信号和所述第二数量的滞后路本地扩频码分别进行相关运算，获得第二数量的第二正交路相关结果；对所述正交路信号和所述即时路本地扩频码进行相关运算，获得第三正交路相关结果；根据所述第三同相路相关结果和所述第三正交路相关结果，获得关于所述本地载波与所述中频信号的载波的频率或相位误差的第一鉴别结果；根据所述第一数量的第一同相路相关结果、所述第二数量的第二同相路相关结果、所述第一数量的第一正交路相关结果和所述第二数量的第二正交路相关结果，及预设的相位误差鉴别模型，获得关于所述本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果；其中，利用所述相位误差鉴别模型获得的关于第二鉴别结果的误差曲线只有一个过零点；判断所述第一鉴别结果和所述第二鉴别结果是否均为零，如果是，确定所述信号跟踪成功；否则，当所述第一鉴别结果不为零时，根据所述第一鉴别结果调整所述本地载波的频率或相位，当所述第二鉴别结果不为零时，根据所述第二鉴别结果调整所述本地扩频码的相位，并返回执行所述根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路信号及正交路信号的步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种信号跟踪方法，其特征在于，应用于接收机，所述方法包括：
根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路信号及正交路信号；
将本地扩频码进行移位处理获得第一数量的提前路本地扩频码、第二数量
的滞后路本地扩频码和即时路本地扩频码；其中，所述第一数量和所述第二数
量均为大于或者等于1的整数，且所述第一数量和所述第二数量相等；
对所述同相路信号和所述第一数量的提前路本地扩频码分别进行相关运
算，获得第一数量的第一同相路相关结果；对所述同相路信号和所述第二数量
的滞后路本地扩频码分别进行相关运算，获得第二数量的第二同相路相关结
果；对所述同相路信号和所述即时路本地扩频码进行相关运算，获得第三同相
路相关结果；
对所述正交路信号和所述第一数量的提前路本地扩频码分别进行相关运
算，获得第一数量的第一正交路相关结果；对所述正交路信号和所述第二数量
的滞后路本地扩频码分别进行相关运算，获得第二数量的第二正交路相关结
果；对所述正交路信号和所述即时路本地扩频码进行相关运算，获得第三正交
路相关结果；
根据所述第三同相路相关结果和所述第三正交路相关结果，获得关于所述
本地载波与所述中频信号的载波的频率或相位误差的第一鉴别结果；
根据所述第一数量的第一同相路相关结果、所述第二数量的第二同相路相
关结果、所述第一数量的第一正交路相关结果和所述第二数量的第二正交路相
关结果，及预设的相位误差鉴别模型，获得关于所述本地扩频码与所述中频信
号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果；其中，利用所述相位误差鉴别模型获
得的关于第二鉴别结果的误差曲线只有一个过零点；
判断所述第一鉴别结果和所述第二鉴别结果是否均为零，如果是，确定所
述信号跟踪成功；
否则，当所述第一鉴别结果不为零时，根据所述第一鉴别结果调整所述本
地载波的频率或相位，当所述第二鉴别结果不为零时，根据所述第二鉴别结果
调整所述本地扩频码的相位，并返回执行所述根据接收到的中频信号与本地载
波，获得同相路信号及正交路信号的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位误差鉴别模型为：
En(τ)=Σi=1Nαi(|Ri-E(τ)|n-|Ri-L(τ)|n),]]>其中，τ为扩频码的实际码元；
N等于所述第一数量或所述第二数量；
Ri-E(τ)为第i个提前路对应的所述第一同相路相关结果的平方与第i个提前
路对应的所述第一正交路相关结果的平方的和的平方根，Ri-L(τ)为第i个滞后路
对应的所述第二同相路相关结果的平方与第i个滞后路对应的所述第二正交路
相关结果的平方的和的平方根，i＝1,2,3,…,N；
n为指数，当对所述中频信号的功率谱进行跟踪时，n＝2；当对所述中频信
号的幅值进行跟踪时，n＝1；
αi为权值，α＝βθ-1λ，
上式中，β为任意实数，其中，
θij=θji=∫-Dmax/2Dmax/2ψi(τ)ψj(τ)dτ,i,j=1,2,...,N,]]>Dmax为N个提前路或N个滞后路中与
即时路的码元间隔最大的码元间隔,ψi(τ)＝|Ri-E(τ)|n-|Ri-L(τ)|n,i＝1,2,…,N。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将本地扩频码进行移位
处理获得第一数量的提前路本地扩频码、第二数量的滞后路本地扩频码和即时
路本地扩频码前，所述方法还包括：
判断接收到的所述中频信号的类型；
如果所述中频信号为二相相移键控BPSK信号，确定所述第一数量和所述
第二数量均等于1；如果所述中频信号为二进制偏移载波BOC信号，确定所述
第一数量和所述第二数量均大于1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
当所述中频信号为BPSK信号时，所述获得关于所述本地扩频码与所述中
频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果包括：利用早迟门E-L鉴别器获得
关于所述本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果；
当所述中频信号为BOC信号时，所述获得关于所述本地扩频码与所述中频
信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果包括：利用2N鉴别器获得关于所述
本地扩频码与所述中频信号的扩频码的相位误差的第二鉴别结果。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的中频信
号与本地载波，获得同相路信号及正交路信号包括：
根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路信号；
根据接收到的中频信号与相移π/2的本地载波，获得正交路信号。
6.一种信号跟踪装置，其特征在于，应用于接收机，所述装置包括：载
波相关模块、扩频码移位处理模块、第一扩频码相关模块、第二扩频码相关模
块、第一鉴别模块、第二鉴别模块、第一判断模块和调整模块，
所述载波相关模块，用于根据接收到的中频信号与本地载波，获得同相路
信号及正交路信号；
所述扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中亮，胡恩文，杨磊，朱棣，焦继超，尹露，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11