一种接收机跟踪装置及实现接收机跟踪的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种接收机跟踪装置及实现接收机跟踪的方法，包括：根据预设的噪声支路的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比；根据计算获得的信噪比及接收机跟踪电路的跟踪门限确定相干积分时间；调整接收机跟踪电路的积分清除单元的相干积分时间，以使接收机跟踪电路根据调整的相干积分时间进行跟踪。本发明专利技术方法通过计算获得接收机跟踪电路的信噪比及跟踪门限进行相干积分时间的调整，避免了采用固定的相干积分时间时，相干积分时间不合适存在的问题，实现了对不同信号强度下的相干积分时间的调整，提高了接收机跟踪的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种接收机跟踪装置及实现接收机跟踪的方法
本专利技术涉及接收机跟踪技术，尤指一种接收机跟踪装置及实现接收机跟踪的方法。
技术介绍
全球卫星导航系统(GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem)在人们的日常生活中发挥着越来越不可替代的重要作用，尤其在导航、定时、测绘等领域得到越来越多的应用。目前，全球卫星导航系统主要包括美国的GPS系统、中国的北斗(BD)系统、俄罗斯的全球导航卫星定位系统(GLONASS，GLObalNAvigationSatelliteSystem)，以及欧洲的伽利略(Galileo)系统。在中国和亚太地区，GPS和北斗系统应用较为广泛；而在俄罗斯，以GPS和GLONASS应用较多。由于伽利略系统远未成熟，尚不可提供正式服务。作为全球卫星导航系统中核心组成部分，导航接收机主要用途就是接收卫星下发的信号，并从中提取出导航电文信息和伪距观测量用于定位解算。因此在不同环境下需要设计高性能的基带处理算法来捕获和跟踪接收到的卫星信号，以此获得导航电文信息和伪距观测量。在卫星信号发射端，载波信号上调制有粗采集(C/A)码和导航电文数据码。相应地，在接收端，为了从接收到的卫星信号中解调出导航电文数据码，接收机的跟踪单元需要通过混频彻底地剥离数字中频信号中包括多普勒频移在内的载波，并且需要通过C/A码相关运算彻底地剥离信号中的C/A码。跟踪单元由载波跟踪环路和码跟踪环路构成。通过载波跟踪环路不断调整其本地复制的载波，使复制载波频率(或相位)与接收到的中频信号的载波频率(或相位)保持一致，然后经过下变频混频实现载波剥离。通过码跟踪环路不断调整其本地复制的C/A码，使其复制C/A码的相位与接收到的中频信号的C/A码相位保持一致，然后经过码相关运算实现C/A码剥离。接收机实现跟踪之后，可获得用于卫星定位的精细的多普勒频移和C/A码码相位值。图1现有的接收机跟踪电路原理图，如图1所示，当接收机成功地捕获到可见卫星，并获得捕获的多普勒频率和C/A码码相位，接收机进入跟踪单元。载波数控振荡器以捕获到的多普勒频率为初始本地频率生成两路相互正交的本地载波，分别与接收到的中频信号进行混频以剥离载波，获得混频信号。伪码数控振荡器以捕获到的C/A码码相位为初始值通过超前、即时、滞后三个支路生成三路本地C/A码，包括：超前(E，Early)码、即时(P，Prompt)码和滞后(L，Late)码。三路本地码的码间距为半个码片。混频后的结果分别与三路本地码进行相关运算，剥离C/A码。相关结果通过积分清除单元进行适宜长度的相干积分时间的积分清除，获得滤除高频信号的相干积分结果。即时支路上的相干积分结果进入载波环，通过载波环鉴别器和环路滤波器，反馈到载波数控振荡器修正本地多普勒频率。超前、即时和滞后支路三路相干积分结果进入码环共同进行码相位的修正，通过码环鉴别器和滤波器将修正量反馈到伪码数控振荡器。相干积分时间的长度是有限的，由于一个GPS数据比特持续时间只有20ms，相干积分时间长度的最大值为20ms(在实现位同步的前提下)。目前，相干积分时间的设置主要采用固定值进行设置封装，第一种方法是采用较少的相干积分时间，例如采用1毫秒(ms)或者2ms等较短的相干积分时间；第二种方法是采用首先设置相干积分时间为1ms，待跟踪后环路较为稳定时延长相干积分时间至10ms，该方式设置相干积分时间增加了10dB的相干积分增益。采用固定值进行相干积分时间进行设置的方法，在信号非常强的情况下，如果采用第二种方法设置相干积分时间则没有必要，因为只需要1ms或者2ms较短的积分时间即可，长积分时间的跟踪，不能及时修正本地多普勒频率和码相位的变化，使得跟踪误差较大，极大地影响到了跟踪的精度，使跟踪环路的动态容忍能力很差。在信号较弱的情况下，采用第一种方法设置相干积分时间时，短的相干积分时间很难让接收机跟踪到信号；采用第二种方法，进行一段短的相干积分时间的跟踪没有必要，对接收机的跟踪没有产生相应的效果。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种接收机跟踪装置及实现接收机跟踪的方法，能够调整相干积分时间。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种实现接收机跟踪的方法，包括：根据预设的噪声支路的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比；根据计算获得的信噪比及接收机跟踪电路的跟踪门限确定相干积分时间；调整接收机跟踪电路的积分清除单元的相干积分时间，以使接收机跟踪电路根据调整的相干积分时间进行跟踪。可选的，噪声支路为：以预设的伪码发生器产生的信号和接收机跟踪电路中的混频器的混频信号作为输入信号，通过相关器接收输入信号进行相关计算，将相关计算的结果经低通滤波器进行低通滤波输出的支路。可选的，根据预设的噪声支路的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比具体包括：确定所述噪声支路中预设的伪码发生器与混频信号通过相关器进行相关计算的相干积分结果，以相干积分结果通过所述低通滤波器进行低通滤波后的滤波值作为所述接收机跟踪电路的噪声方差；通过所述接收机跟踪电路的同相即时支路的积分清除单元和正交即时支路的积分清除单元分别获得所述同相即时支路的相干积分结果和所述正交即时支路的相干积分结果；根据获得的所述同相即时支路的相干积分结果、正交即时支路的相干积分结果及所述预设的伪码发生器与混频信号通过相关器进行相关计算的相干积分结果计算载噪计算相关参数；基于计算获得的载噪计算相关参数及所述接收机跟踪电路的噪声方差确定载噪比，并转换载噪比为所述信噪比。可选的，计算载噪相关参数具体包括：通过公式(1)计算所述载噪计算相关参数：式(1)所述基于载噪计算相关参数及所述接收机跟踪电路的噪声方差确定载噪比具体包括：对包含载噪比的IP(n)计算公式(2)和包含载噪比的QP(n)计算公式(3)进行单位化处理后获得公式(4)和公式(5)；其中，公式(2)和公式(3)为：式(2)式(3)公式(5)和公式(6)为：式(4)式(5)根据公式(1)、公式(4)和公式(5)确定载噪比计算公式(6)：式(6)其中，IP(n)是第n次相干计算时同相即时支路的相干积分结果，QP(n)是第n次的正交即时支路的相干积分结果；IN(n)为第n次的噪声支路中预设的伪码发生器与混频信号通过相关器进行相关计算得到的相干积分结果，M为计算相干积分结果的累计次数，Tcoh为初始相干积分时间值；所述接收机跟踪电路的噪声方差为根据计算的载噪比及信号带宽获得信噪比。可选的，确定相干积分时间具体包括：当获得的信噪比大于所述接收机跟踪电路的跟踪门限时，如果初始相干积分时间值为1毫秒ms，则保持相干积分时间为1ms；如果相关初始相干积分时间大于1ms，则计算所述信噪比与跟踪门限的差值并取整获得第一数值，将初始相干积分时间减去第一数值作为所述相干积分时间；当获得的信噪比小于所述接收机跟踪电路的跟踪门限时，计算所述跟踪门限于信噪比的差值并取整获得第二数值，将初始相干积分时间加上所述第二数值作为所述相干积分时间。另一方面，本申请还提供一种接收机跟踪装置，包括：噪声支路、计算单元、确定单元及调整单元；其中，噪声支路与计算单元连接，用于生成进行接收机跟踪电路的信噪比计算所需的相关参数；计算单元用于，根据噪声支路生成的相关参数计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现接收机跟踪的方法，其特征在于，包括：根据预设的噪声支路的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比；根据计算获得的信噪比及接收机跟踪电路的跟踪门限确定相干积分时间；调整接收机跟踪电路的积分清除单元的相干积分时间，以使接收机跟踪电路根据调整的相干积分时间进行跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种实现接收机跟踪的方法，其特征在于，包括：根据预设的噪声支路的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比；根据计算获得的信噪比及接收机跟踪电路的跟踪门限确定相干积分时间；调整接收机跟踪电路的积分清除单元的相干积分时间，以使接收机跟踪电路根据调整的相干积分时间进行跟踪。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述噪声支路为：以预设的伪码发生器产生的信号和接收机跟踪电路中的混频器的混频信号作为输入信号，通过相关器接收输入信号进行相关计算，将相关计算的结果经低通滤波器进行低通滤波输出的支路。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的噪声支路的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比具体包括：确定所述噪声支路中预设的伪码发生器与混频信号通过相关器进行相关计算的相干积分结果，以相干积分结果通过所述低通滤波器进行低通滤波后的滤波值作为所述接收机跟踪电路的噪声方差；通过所述接收机跟踪电路的同相即时支路的积分清除单元和正交即时支路的积分清除单元分别获得所述同相即时支路的相干积分结果和所述正交即时支路的相干积分结果；根据获得的所述同相即时支路的相干积分结果、正交即时支路的相干积分结果及所述预设的伪码发生器与混频信号通过相关器进行相关计算的相干积分结果计算载噪计算相关参数；基于计算获得的载噪计算相关参数及所述接收机跟踪电路的噪声方差确定载噪比，并转换载噪比为所述信噪比。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算载噪相关参数具体包括：通过公式(1)计算所述载噪计算相关参数：式(1)所述基于载噪计算相关参数及所述接收机跟踪电路的噪声方差确定载噪比具体包括：对包含载噪比的IP(n)计算公式(2)和包含载噪比的QP(n)计算公式(3)进行单位化处理后获得公式(4)和公式(5)；其中，公式(2)和公式(3)为：式(2)式(3)公式(5)和公式(6)为：式(4)式(5)根据公式(1)、公式(4)和公式(5)确定载噪比计算公式(6)：式(6)其中，IP(n)是第n次相干计算时同相即时支路的相干积分结果，QP(n)是第n次的正交即时支路的相干积分结果；IN(n)为第n次的噪声支路中预设的伪码发生器与混频信号通过相关器进行相关计算得到的相干积分结果，M为计算相干积分结果的累计次数，Tcoh为初始相干积分时间值；所述接收机跟踪电路的噪声方差为根据计算的载噪比及信号带宽获得信噪比。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定相干积分时间具体包括：当获得的信噪比大于所述接收机跟踪电路的跟踪门限时，如果初始相干积分时间值为1毫秒ms，则保持相干积分时间为1ms；如果相关初始相干积分时间大于1ms，则计算所述信噪比与跟踪门限的差值并取整获得第一数值，将初始相干积分时间减去第一数值作为所述相干积分时间；当获得的信噪比小于所述接收机跟踪电路的跟踪门限时，计算所述跟踪门限于信噪比的差值并取整获得第二数值，将初始相干积分时间加上所述第二数值作为所述相干积分时间。6.一种接收机跟踪装置，其特征在于，包括：噪声支路、计算单元、确定单元及调整单元；其中，噪声支路与计算单元连接，用于生成进行接收机跟踪电路的信噪比计算所需的相关参数；计算单元用于，根据噪声支路生成的相关参数计算接收机跟踪电路的信噪比；...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋挥师，徐雄伟，刘航，赵海龙，刘晓燕，孙涛，
申请(专利权)人：大唐半导体设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11