一种测量型接收机信号异常检测方法技术

本发明专利技术公开了一种测量型接收机信号异常检测方法，在传统跟踪通道基础上增加多相关器对导航信号相关峰进行实时测量，并设计了相关峰异常检测量与相应的异常检测门限，可对多相关器测量进行实时分析评估，进而快速检测出导航信号异常，在本发明专利技术设计的相关峰检测量与检测门限下，可实现虚警率<1e‑7、检测概率>99%的信号异常检测性能，可增强高精度测量型接收机所输出观测数据的完好性。

【技术实现步骤摘要】
一种测量型接收机信号异常检测方法
本专利技术涉及导航信号质量监测分析评估领域，具体的涉及一种测量型接收机信号异常检测方法。
技术介绍
近年来随着各大全球卫星导航系统建设及相关应用的迅速发展，新一代卫星导航系统的服务性能逐步提升，主要表现为精度与完好性指标的提升，北斗三号系统相对于北斗二号系统新增了星基增强服务（SBAS）、精密单点定位（PPP）等各类高精度服务，服务精度极大提升，其中星基增强服务需应用于民用航空一类精密进近领域，对导航信号完好性要求极高。在各大卫星导航系统的建设与发展过程中，陆续出现了卫星信号波形畸变、星上多径等导致导航信号一场的问题。在新一代卫星导航系统中，可见卫星更多，且所采用的现代化导航信号调制方式更加复杂，导航卫星信号完好性故障概率越大。为保证高精度服务的完好性，各类高精度测量型接收机尤其是应用于SBAS系统的监测型接收机必须对所有在轨导航卫星进行导航信号异常实时检测告警。现有的接收机无法满足快速检测出导航信号异常的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种测量型接收机信号异常检测方法，能够对多相关器测量进行实时分析评估，从而快速检测出导航信号异常。根据本专利技术实施例的一种测量型接收机信号异常检测方法，包括以下步骤：S1、基带复信号与载波NCO输出的本地载波进行复乘法运算，完成相位旋转；S2、经过相位旋转后的基带复信号进入跟踪通道进行传统跟踪处理；S3、对经过相位旋转之后的基带复信号进行多相关器测量处理，将与准时支路延迟分别为[-0.1,-0.07,-0.05,0,-0.05,0.07,0.1]码片的7路扩频码与经相位旋转后的基带复信号进行每ms相关运算处理，分别得到7组相关累加序列acfI_ms[i][k]、acfQ_ms[i][k],其中0<=i<n，acfI_ms[i][k]为i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的I支路相关累加值，acfQ_ms[i][k]为i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的Q支路相关累加值；S4、对多相关器测量输出的n路每毫秒IQ相关累加值进行1000点的相关累加，并对相关累加之后的IQ相关值取包络，得到积分长度为1秒的多相关器测量结果；S5、根据多相关器测量结果构建两个信号异常检测量Δ1与Δ2，并设计相应的检测门限η1（CN）与η2（CN），其中CN为信号载噪比，当任意一个检测量大于对应门限时，则判断信号异常。根据本专利技术实施例的测量型接收机信号异常检测方法，至少具有如下技术效果：本专利技术实施方式在传统跟踪通道基础上增加多相关器对导航信号相关峰进行实时测量，并设计了相关峰异常检测量与相应的异常检测门限，可对多相关器测量进行实时分析评估，进而快速检测出导航信号异常，在本专利技术设计的相关峰检测量与检测门限下，可实现虚警率<1e-7、检测概率>99%的信号异常检测性能，可增强高精度测量型接收机所输出观测数据的完好性。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S2的传统跟踪处理的具体步骤为：S201、基带复信号与早准迟3路扩频码进行相关累加处理；S202、对早准迟相关累加结果进行伪码和载波相位鉴相处理；S203、对伪码和载波相位鉴相结果进行环路滤波得到本地载波和伪码频率控制字；S204、伪码频率控制字驱动码NCO产生本地扩频码；S205、对本地扩频码进行码流移位，产生用于跟踪处理的早准迟3路扩频码，以及用于多相关器测量的7路扩频码，这7路扩频码与准时支路扩频码的延迟分别为[-0.1,-0.07,-0.05,0,-0.05,0.07,0.1]码片；步骤206、载波频率控制字驱动载波NCO产生本地载波。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S4中，积分长度为1秒的多相关器测量结果的表达式为其中(0<=i<7)。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤5中，信号异常检测量Δ1的表达式为：信号异常检测量Δ2的表达式为。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤5中，检测门限η1（CN）的表达式为检测门限η2（CN）的表达式为。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例中测量型接收机信号异常检测方法的原理流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参考图1，一种高精度测量型接收机信号质量监测评估方法，包括以下步骤：S1、基带复信号与载波NCO输出的本地载波进行复乘法运算，完成相位旋转；S2、经过相位旋转后的基带复信号进入跟踪通道进行传统的跟踪处理，具体过程如下：S201、经过相位旋转的基带复信号与码流移位模块产生的早准迟3路扩频码进行每ms相关累加运算；S202、根据早准迟相关累加结果进行伪码和载波鉴相；S203、对伪码和载波鉴相结果进行环路滤波处理，分别产生伪码频率控制字与载波频率控制字；S204、根据伪码频率控制字驱动码NCO产生本地扩频码；S205、本地扩频码经码流移位分别产生早准迟3路扩频码，在步骤201中完成早准迟3个支路的相关累加运算，另外本地扩频码经过码流移位也产生了用于多相关器测量的7路扩频码，这7路扩频码与准时支路扩频码的延迟分别为[-0.1,-0.07,-0.05,0,-0.05,0.07,0.1]码片；S206、根据载波频率控制字驱动载波NCO产生本地载波，该本地载波在步骤1）中与输入基带复信号完成相位旋转处理；S3、准时支路延迟分别为[-0.1,-0.07,-0.05,0,-0.05,0.07,0.1]码片的7路扩频码与经相位旋转后的基带复信号进行每ms相关运算处理，分别得到7组相关累加序列acfI_ms[i][k]、acfQ_ms[i][k],其中0<=i<7，acfI_ms[i][k]代表第i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的I支路相关累加值，acfQ_ms[i][k]代表第i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的Q支路相关累加值；S4、对acfI_ms[i][k]与acfQ_ms[i][k]进行1000点的相关累加，得到积分长度为1秒的IQ支路相关累加值如下述两式所示：其中(0<=i&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量型接收机信号异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、基带复信号与载波NCO输出的本地载波进行复乘法运算，完成相位旋转；/nS2、经过相位旋转后的基带复信号进入跟踪通道进行传统跟踪处理；/nS3、对经过相位旋转之后的基带复信号进行多相关器测量处理，将与准时支路延迟分别为[-0.1,-0.07,-0.05,0,-0.05,0.07,0.1]码片的7路扩频码与经相位旋转后的基带复信号进行每ms相关运算处理，分别得到7组相关累加序列acfI_ms[i][k]、acfQ_ms[i][k] ,其中0<=i<n，acfI_ms[i][k]为i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的I支路相关累加值，acfQ_ms[i][k]为i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的Q支路相关累加值；/nS4、对多相关器测量输出的7路每毫秒IQ相关累加值进行1000点的相关累加，并对相关累加之后的IQ相关值取包络，得到积分长度为1秒的多相关器测量结果；/nS5、根据多相关器测量结果构建两个信号异常检测量Δ

【技术特征摘要】
1.一种测量型接收机信号异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基带复信号与载波NCO输出的本地载波进行复乘法运算，完成相位旋转；
S2、经过相位旋转后的基带复信号进入跟踪通道进行传统跟踪处理；
S3、对经过相位旋转之后的基带复信号进行多相关器测量处理，将与准时支路延迟分别为[-0.1,-0.07,-0.05,0,-0.05,0.07,0.1]码片的7路扩频码与经相位旋转后的基带复信号进行每ms相关运算处理，分别得到7组相关累加序列acfI_ms[i][k]、acfQ_ms[i][k],其中0<=i<n，acfI_ms[i][k]为i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的I支路相关累加值，acfQ_ms[i][k]为i路码片延迟下的扩频码第k毫秒的Q支路相关累加值；
S4、对多相关器测量输出的7路每毫秒IQ相关累加值进行1000点的相关累加，并对相关累加之后的IQ相关值取包络，得到积分长度为1秒的多相关器测量结果；
S5、根据多相关器测量结果构建两个信号异常检测量Δ1与Δ2，并设计相应的检测门限η1（CN）与η2（CN），其中CN为信号载噪比，当任意一个检测量大于对应门限时，则判断信号异常。


2.根据权利要求1所述的测量型接收机信号异常检测方法，其特征在于：所述步骤S2的传统跟踪处理的具体步骤为：
S201、基带复信号与早准迟3...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志斌，刘哲，陈飞强，倪少杰，唐小妹，邱杨，余意，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43