一种卫星导航半周跳变检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种卫星导航半周跳变检测方法及装置，半周跳变检测方法主要实现过程为：判断当前电文数据符号位与上一帧电文数据符号位是否相同，若相同，则进行半周跳变校正；否则，判断当前电文数据最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判断当前电文数据符号位与最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判定当前电文数据位不存在载波相位半周跳变，否则，进行半周跳变校正。本发明专利技术不需要读取每个伪码宽度的相位信息以及每一个数据位的初始和结束相位信息，只需要通过读取每个数据位的非连续相干积分数据，以及每个数据位的相位信息，从而精确判断半周跳变的位置并校正，方法简单，解算准确，利于硬件接收机的实现。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星导航半周跳变检测方法及装置
本专利技术涉及高精度卫星导航接收机，特别是一种卫星导航半周跳变检测方法及装置。
技术介绍
载波环短暂失锁，导致整周计数发生错误的现象称为周跳，引起周跳的原因可分为两类：接收信号变化和接收机故障。接收信号变化主要包括卫星信号中断、接收信号功率降低、多径信号的影响等；接收机发生故障时也可能引发周跳，如晶振不稳定，环路参数设置不合理等。此外，接收机受外部信号干扰时也可能发生周跳。对于卫星导航接收机而言，可以通过使用载波相位整周模糊度估计方法，其估计精度远高于半周模糊度估计，能检测出载波相位的整周跳变，然而无法检测出载波相位的半周跳变。半周跳变会导致数据的反向，导致解算出错。因此，检测半周跳变的存在和具体位置是高精度卫星导航接收机的关键所在。目前，多数的半周跳变检测方法，都需要利用相位的连续信息。其中，专利技术专利“快速周跳检测和校正”(公开号：CN102439928)利用同步符号块的最后同步符号相位计算相位模糊角，并判断其计算的相位模糊角与前一个计算的相位模糊角的差别，进而判断出周跳。此方法需要知道每一个符号信息的相位信息。而对于卫星导航接收机而言，读取每一个伪码(1ms)宽度的相位信息具有较高的复杂度。此外，专利技术专利“一种周跳的检测方法、装置及接收机”(授权号：CN103547344B)需要通过利用每一个训练序列初始相位信息和结束相位信息，进而判断出周跳。该方法需要精确知道每个训练序列(伪码)的初始和结束码相位信息，需要精确计算相位跳变的瞬时状态，不利于硬件接收机的实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种卫星导航半周跳变检测方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种卫星导航半周跳变检测方法，该方法主要实现过程为：判断当前电文数据符号位与上一帧电文数据符号位是否相同，若相同，则进行半周跳变校正；否则，判断当前电文数据最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判断当前电文数据符号位与最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判定当前电文数据位不存在载波相位半周跳变，否则，进行半周跳变校正。进行半周跳变校正的具体过程包括：当当前电文数据位存在载波相位半周跳变时，将载波相位翻转180度，即从下一个电文数据位时刻开始，进行电文数据翻转操作。所述电文数据位符号由N个非连续相干积分累加值之和取符号得到；N等于电文数据时间宽度除以相干积分时间长度；其中，GPS信号的电文数据时间宽度为20ms，北斗非GEO星信号的电文数据时间宽度为20ms，GLONASS信号的电文数据时间宽度为10ms；若相干积分时间取1ms，则GPS信号、北斗非GEO星信号、GLONASS信号中N的取值分别为20，20，10。通过大规模实验对比，发现M的取值为N的四分之一到五分之一之间的整数，检测正确率达到99％以上。相应的，本专利技术还提供了一种卫星导航半周跳变检测装置，包括：天线：用于接收所需频点的射频信号；射频通道：用于将所需频点的射频信号下变频到中频信号；捕获模块：用于利用所述中频信号进行信号捕获检测；跟踪模块：用于对捕获模块捕获的信号进行跟踪并锁定检测；位同步模块：用于对跟踪模块锁定的信号进行位同步操作，剔除NH码的影响；帧同步模块：用于对剔除NH码影响的信号进行帧同步操作；信息处理模块：用于输对帧同步模块处理后的电文数据每一个数据位的N个非连续相干积分累加值，并对当前电文数据位的值和数据位的N个非连续相干积分累加值进行半周跳变检测并校正。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术不需要读取每个伪码宽度的相位信息以及每一个数据位的初始和结束相位信息，只需要通过读取每个数据位的非连续相干积分数据，以及每个数据位的相位信息，从而精确判断半周跳变的位置并校正，方法简单，解算准确，利于硬件接收机的实现。附图说明图1为本专利技术装置结构框图；图2为本专利技术方法流程图。具体实施方式如图1所示。其中，本专利技术各个模块的功能和整体实现流程如下：步骤1：通过射频通道分别将所需频点的射频信号下变频到中频信号；步骤2：中频信号经过捕获模块进行信号捕获检测；步骤3：对捕获了的信号进行跟踪并锁定检测；步骤4：对锁定信号进行位同步操作，剔除NH码的影响；步骤5：对信号进行帧同步操作；步骤6：信息处理模块输出每一个数据位的N个非连续相干积分累加值；步骤7：对信号处理模块输出的当前电文数据位的值和数据位的N个非连续相干积分累加值进行半周跳变检测并校正。本专利技术提出的半周跳变检测的原理和具体实现过程包括：1、判断本电文数据位是否整体存在半周跳变；通过利用本电文数据位符号与上一帧的电文数据位符号做对比，若符号相同，则剔除电文数据位翻转带来的半周跳可能；否则认为本数据位存在周跳。电文数据位符号检测由N个非连续相干积分累加值的叠加值取符号得到。2、判断电文数据位内是否存在半周跳变。对于不同系统、不同的频点，不同卫星每一个数据位的数据时间长度不同。以北斗系统B1频点6号星为例，数据位的时间长度为20ms，每一个数据位由20个1ms的伪码宽度组成，并加载NH码。剔除NH码的影响，从理论而言，每个1ms宽度的积分数据都必须同符号。然而，由于存在载波半周跳变，会导致某些积分累加值发生跳变，进而影响数据的一致性。因此，本方法采用简单易用的电文数据位与最后的M个非连续相干积分累加值方式，判断周跳的位置：首先判断最后M个非连续相干积分累加值的符号都为相同符号，若都为相同符号，则判断当前电文数据位符号是否与此M个积分累加值符号不相同，若相同则认定当前电文数据位发生了半周跳变；若最后M个非连续相干积分累加值的符号不相同，或者当前电文数据位符号与此M个积分累加值符号相同，则认定当前电文数据位没有发生半周跳变。3、半周跳变校正。若判断本数据位存在载波相位半周跳，则将载波相位翻转180度，即从下一个数据位时刻开始，进行数据翻转操作(数据翻转就是将数据符号由正变负或者由负变正)。具体的实施和算法流程图如图2所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星导航半周跳变检测方法，其特征在于，该方法主要实现过程为：判断当前电文数据符号位与上一帧电文数据符号位是否相同，若相同，则进行半周跳变校正；否则，判断当前电文数据最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判断当前电文数据符号位与最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判定当前电文数据位不存在载波相位半周跳变，否则，进行半周跳变校正。

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航半周跳变检测方法，其特征在于，该方法主要实现过程为：判断当前电文数据符号位与上一帧电文数据符号位是否相同，若相同，则进行半周跳变校正；否则，判断当前电文数据最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判断当前电文数据符号位与最后M个积分累加值是否同符号，若是，则判定当前电文数据位不存在载波相位半周跳变，否则，进行半周跳变校正。2.根据权利要求1所述的卫星导航半周跳变检测方法，其特征在于，进行半周跳变校正的具体过程包括：当当前电文数据位存在载波相位半周跳变时，将载波相位翻转180度，即从下一个电文数据位时刻开始，进行电文数据翻转操作。3.根据权利要求1所述的卫星导航半周跳变检测方法，其特征在于，所述电文数据位符号由N个非连续相干积分累加值之和取符号得到；N等于电文数据时间宽度除以相干积分时间长度。4.根据权利要求3所述的卫星导航半周跳变检测方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋云翔，郑彬，向为，刘蓉杰，王文艺，易文鑫，朱增贤，杨丽莎，
申请(专利权)人：湖南北云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43