一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法技术

本发明专利技术公开了一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，捕获L1C/B1C导航信号，并完成对所述L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量的相位锁定；解析所述导频分量和数据分量，得出导频分量的编码符号序列CS和数据分量的编码符号序列DS，将编码符号序列CS与导频分量子码序列进行自相关运算找出所述编码符号序列CS在其所属的子码周期内的起始位置SP，即为数据分量的编码符号序列DS在其所属电文中的起始位置；通过L1C/B1C信号增加的导频信号的子码信号，得到数据符合序列在一帧电文中的起始位置，能够减少L1C/B1C信号电文帧同步所需的时间。

A method of pilot component auxiliary data component synchronization of L1C / B1C navigation signal

【技术实现步骤摘要】
一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法
本专利技术属于卫星导航信号处理
，尤其涉及一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法。
技术介绍
在全球卫星导航系统的现代化方案中，为了提高卫星导航系统的定位精度，抗干扰，抗多径，灵敏度等系统特性，各卫星导航系统均提出了新的卫星信号调制播发方式。新体制信号在带来一系列性能提升的同时，也提升了系统的复杂度，对卫星导航信号的处理也带来了难度。在新一代系统中，几乎所有的信号都采用了数据信道加导频信号的结构，数据信道上调制有电文，而导频信号中则没有电文调制。新一代L1C/B1C导航信号中同时提供了两种信号分量——专门用于测距的导频分量和专门用于传输电文的数据分量。数据分量与导频分量的功率比为1:3。L1C/B1C信号测距码采用分层码结构，由主码和子码相异或构成。子码的码元宽度与主码的周期相同，子码码元起始时刻与主码第一个码元的起始时刻严格对齐。L1C/B1C数据分量的主码码长为10230，子码码长为1；L1C/B1C导频分量的主码码长为10230，子码码长为1800。新一代L1C/B1C导航信号一帧电文的周期为18s。L1C电文数据的帧结构包括：经过BCH编码后的TOI信息；经过LDPC编码及块交织后的1748比特电文。B1C电文数据的帧结构包括：经过BCH编码后的PRN信息和SOH信息，经过LDPC编码及块交织后的1728比特电文。但是，不管是L1C电文结构还是B1C电文结构，它们的电文信息是随时变化的，且电文数据没有固定的帧头，相对于旧的信号格式，无法用传统的方法来完成L1C/B1C电文的帧同步。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，以通过对导频分量进行计算，进而同步实现数据分量的电文帧同步的问题。本专利技术采用以下技术方案：一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，具体由以下步骤完成：捕获L1C/B1C导航信号，并完成对L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量的载波相位锁定；解析导频分量和数据分量所调制的编码符号，得出导频分量的编码符号序列CS和数据分量的编码符号序列DS，且满足：编码符号序列CS和编码符号序列DS的编码符号数量均大于Nref，其中，Nref＝3M，M为导频分量子码序列中最小不相关的连续子码个数；将编码符号序列CS与导频分量子码序列进行自相关运算，找出编码符号序列CS在其所属的子码序列内的起始位置SP；利用L1C/B1C导航信号中导频分量的符号序列与数据分量电文序列的同步性，得出数据分量的编码符号序列DS在其所属电文中的起始位置。进一步的，将编码符号序列CS与导频分量子码序列进行相关运算，找出编码符号序列CS在其所属的子码序列内的起始位置SP的具体方法为：步骤a、在编码符号序列CS中截取编码符号个数为Nref的序列N1，截取点为CP1，将序列N1作为滑动窗口，采用滑窗算法将序列N1在其所属的子码序列上滑动，依次做自相关运算，找出相关值最大时对应的滑动位置SP1，为序列N1在其所属子码序列中的起始位置；步骤b、在编码符号序列CS中截取编码符号个数为Nref的序列N2，重复步骤a，截取点为CP2找出序列N2在其所属子码周期中的起始位置SP2；步骤c、当SP2-SP1≠CP2-CP1时，重复执行步骤a和步骤b；当SP2-SP1＝CP2-CP1时，执行步骤d；步骤d、通过SP＝(SP1-CP1+1)计算出编码符号序列CS在其所属的子码序列内的起始位置SP。进一步的，自相关运算具体为：其中，y1(k)为编码符号序列CS中的第k个符号，x((k+i)mod1800)为子码序列中第((k+i)mod1800)个符号，k为序列中符号的编号，Ry(i)为自相关运算结果，i为滑动窗口在滑动过程中所滑过的符号的个数，其取值范围为0～1799，通过该公式得到自相关运算结果Ry(i)中最大峰值对应的i，通过SPa＝i+1计算出对应的滑动位置，a＝1或2。进一步的，导频分量子码序列中最小不相关的连续子码个数M具体通过自相关运算得出，自相关运算具体为：其中，x(k)为子码序列中第k个符号；x((k+i)mod1800)为子码序列中第((k+i)mod1800)个符号；k0取值1～1800；Mj中j代表卫星号，j＝1～63；Mj为j号卫星的最小不相关的码元数，其从10开始取值，每次递增1，直至相关结果Rx(i)存在唯一最大峰值，且与次大峰值比率大于1.05倍时，取Mj的最大值为M的值。进一步的，方法在捕获L1C/B1C导航信号后完成及对L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量的相位锁定前还包括：同时跟踪L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量，连续跟踪N个主码周期，其中，N＞Nref。本专利技术的有益效果是：通过L1C/B1C信号增加的导频信号的子码信号，将其与跟踪导频分量解析获得的符号序列进行相关运算，来得到数据符合序列在一帧电文中的起始位置，可以方便快速的完成L1C/B1C数据分量的电文同步，能够减少L1C/B1C信号电文帧同步所需的时间，有效快速的得到数据电文在一帧电文中的位置。【附图说明】图1为本专利技术实施例中主码、子码时序关系示意图；图2为本专利技术实施例中导频分量子码同步图；图3为本专利技术实施例中连续符号序列的码元数Nref＝28时与子码相关的结果图；图4为本专利技术实施例中连续符号序列的码元数Nref＝84时与子码相关的结果图；图5为本专利技术实施例中连续符号序列的码元数Nref＝200时与子码相关的结果图；图6为本专利技术一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法的流程框图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。L1C/B1C卫星信号同时提供了两种信号分量——专门用于测距的导频分量和专门用于传输电文的数据分量，数据分量与导频分量的功率比为1:3。然而，与现有技术中的电文不同，L1C/B1CCNAV-1/CNAV-2电文没有固定的帧同步头，所以，无法用传统的方法来完成L1C/B1C电文的帧同步，但是如图1所示，L1C/B1C信号导频分量子码周期与一帧电文长度相同，均为18s，且子码传输率为100sps，与数据分量导航电文经编码后的符号率相同，这种特性，使得可通过导频分量的子码同步来完成数据分量的电文同步，不需要收集完整的一帧电文即可完成同步，因此，本专利技术公开了一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，具体流程如图6所示，由以下步骤完成：通过接收天线接收到卫星信号后，在通过射频模块下变频至模拟中频，经数字采样以后送至捕获引擎，通过捕获引擎来捕获卫星L1C/B1C导航信号。捕获L1C/B1C导航信号后，同时跟踪L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量，连续跟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，其特征在于，具体由以下步骤完成：/n捕获L1C/B1C导航信号，并完成对所述L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量的载波相位锁定；/n解析所述导频分量和数据分量所调制的编码符号，得出导频分量的编码符号序列CS和数据分量的编码符号序列DS，且满足：所述编码符号序列CS和编码符号序列DS的编码符号数量均大于Nref，其中，Nref＝3M，M为导频分量子码序列中最小不相关的连续子码个数；/n将所述编码符号序列CS与导频分量子码序列进行自相关运算，找出所述编码符号序列CS在其所属的子码序列内的起始位置SP；/n利用L1C/B1C导航信号中导频分量的符号序列与数据分量电文序列的同步性，得出所述数据分量的编码符号序列DS在其所属电文中的起始位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，其特征在于，具体由以下步骤完成：
捕获L1C/B1C导航信号，并完成对所述L1C/B1C导航信号的导频分量和数据分量的载波相位锁定；
解析所述导频分量和数据分量所调制的编码符号，得出导频分量的编码符号序列CS和数据分量的编码符号序列DS，且满足：所述编码符号序列CS和编码符号序列DS的编码符号数量均大于Nref，其中，Nref＝3M，M为导频分量子码序列中最小不相关的连续子码个数；
将所述编码符号序列CS与导频分量子码序列进行自相关运算，找出所述编码符号序列CS在其所属的子码序列内的起始位置SP；
利用L1C/B1C导航信号中导频分量的符号序列与数据分量电文序列的同步性，得出所述数据分量的编码符号序列DS在其所属电文中的起始位置。


2.如权利要求1所述的一种L1C/B1C导航信号导频分量辅助数据分量同步的方法，其特征在于，将所述编码符号序列CS与导频分量子码序列进行相关运算，找出所述编码符号序列CS在其所属的子码序列内的起始位置SP的具体方法为：
步骤a、在所述编码符号序列CS中截取编码符号个数为Nref的序列N1，截取点为CP1，将所述序列N1作为滑动窗口，采用滑窗算法将所述序列N1在其所属的子码序列上滑动，依次做自相关运算，找出相关值最大时对应的滑动位置SP1，为序列N1在其所属子码序列中的起始位置；
步骤b、在所述编码符号序列CS中截取编码符号个数为Nref的序列N2，重复步骤a，截取点为CP2找出序列N2在其所属子码周期中的起始位置SP2；
步骤c、当SP2-SP1≠CP2-CP1时，重复执行步骤a和步骤b；
当SP2-SP1＝CP2-CP1时，执行步骤d；
步骤d、通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛文通，李杰，白阳，吕明，马盼，刘芳，赵蓓，王莎，王玲玲，赵彦彦，
申请(专利权)人：西安航天华迅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61