用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法技术

本发明专利技术公开了一种用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，包括获取捕获结果并发起转跟踪，得到总耗时和目标信号频率；估算总耗时内接收机在目标信号上产生的最大载波频率变化量并得到频率牵引范围；进行信号入锁；将相干积分时间扩大若干倍得到新的频率搜索范围；以左边频率边界为起点进行若干次步进得到新的入锁起始频率；采用若干个独立的跟踪通道进行牵引操作并对结果进行检测，完成本次入锁。本发明专利技术提高了现有入锁方法的频率牵引范围，实现了大动态、弱信号的入锁，而且提高了复杂场景信号的入锁成功概率，成功率高、可靠性高且稳定性好。稳定性好。稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法


[0001]本专利技术属于导航
，具体涉及一种用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，导航技术已经广泛应用于人们的生产和生活当中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而随着我国北斗三代导航系统的建成，北斗在导航业内的大规模应用已经拉开帷幕。
[0003]在装备制造领域，由于地理环境、电磁环境、多元化的需求环境等因素的影响，应用场景相对复杂。特别是在高动态的应用中，当信号较弱时，比如天线旋转、载体遮挡或是掠山谷飞行等场景下，信号入锁既要求大的动态范围，又要求较高的灵敏度（弱信号）。
[0004]针对上述情况，当前常用的入锁方法包括PLL直接入锁、点差积鉴频入锁和FFT鉴频入锁等入锁方法，在产品应用时，一类产品偏向于大的入锁范围，采用基于短相干积分时间的点差积鉴频或多点FFT鉴频；但是，短的相干积分时间在弱信号下因为相干增益不够，容易导致鉴频结果产生偏差甚至错误，从而导致入锁出现大的频率偏差或失锁。另一类产品偏向于采用长的相干积分时间以提供足够的增益来偏向弱信号的入锁，但是入锁频率范围又难以兼顾大的速度变化产生的频率差，二者难以兼顾。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种成功率高、可靠性高且稳定性好的用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法。
[0006]本专利技术提供的这种用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，包括如下步骤：S1. 获取捕获结果，并发起转跟踪，得到入锁确认和频率牵引过程的总耗时以及捕获得到的目标信号频率；S2. 根据目标接收机的最大加速度，估算在入锁确认和频率牵引过程的总耗时内接收机在目标信号上产生的最大载波频率变化量，从而得到频率牵引范围；S3. 根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁；S4. 将相干积分时间扩大若干倍，从而得到新的频率搜索范围；S5. 根据步骤S1捕获得到的目标信号频率，以左边频率边界为起点进行若干次步进，得到若干个新的入锁起始频率；S6. 根据步骤S5得到的若干个新的入锁起始频率，采用若干个独立的跟踪通道进行牵引（pullin）操作；S7. 对步骤S6的pullin操作进行检测，从而完成本次入锁。
[0007]步骤S1所述的获取捕获结果，并发起转跟踪，得到入锁确认和频率牵引过程的总耗时以及捕获得到的目标信号频率，具体为获取捕获结果，并发起转跟踪，得到目标卫星信号的码相位和载波多普勒，并通过换算得到码多普勒，最终获取捕获得到的目标信号频率
为Fd，同时记入锁确认和频率牵引过程的总耗时为T。
[0008]步骤S2所述的根据目标接收机的最大加速度，估算在入锁确认和频率牵引过程的总耗时内接收机在目标信号上产生的最大载波频率变化量，从而得到频率牵引范围，具体包括如下步骤：根据目标接收机的最大加速度，结合接收机和卫星的相对加速运动和接收机在入锁确认和频率牵引过程的总耗时T时间内额外产生的多普勒，估算得到T时间内目标信号的频率变化范围为，从而得到频率牵引范围为Frange。
[0009]步骤S3所述的根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁，具体为根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁；入锁时，相干积分时间为Tcoh，频率搜索范围为，且满足。
[0010]所述的进行信号入锁，具体为采用点差积鉴频方法进行入锁，或者采用分段匹配滤波FFT鉴频法进行入锁。
[0011]步骤S4所述的将相干积分时间扩大若干倍，从而得到新的频率搜索范围，具体为将相关积分时间Tcoh扩大N倍，得到新的相关积分时间为N*Tcoh（频率牵引范围Fbin为正负1/(2*N*Tcoh)），而对应的相干增益提升10*lgN dB；此时新的频率搜索范围为Frange/N；N为大于1的正整数。对于部分匹配滤波结合FFT的捕获方法，通过增加分段匹配滤波器每个段的相干积分时间，同样可以提高相干增益，原理一致，不做单独阐述。
[0012]步骤S5所述的根据步骤S1捕获得到的目标信号频率，以左边频率边界为起点进行若干次步进，得到若干个新的入锁起始频率，具体包括如下步骤：将步骤S1捕获得到的目标信号频率Fd，以左侧频率边界
‑
Frange/2为起点，以设定的步长，步进至右侧频率边界Frange/2，从而得到N个新的入锁起始频率。
[0013]步骤S6所述的根据步骤S5得到的若干个新的入锁起始频率，采用若干个独立的跟踪通道进行pullin操作，具体包括如下步骤：将步骤S5得到的N个新的入锁起始频率，下发到N个独立的跟踪通道中，并采用N个独立的跟踪通道进行pullin操作，同时进行相干积分时间为N*Tcoh的信号入锁；进行pullin操作时，跟踪通道的参数可以自由设置。
[0014]所述的跟踪通道的参数，具体包括入锁起始频率、码环参数、二阶环路参数和三阶环路参数。
[0015]步骤S7所述的对步骤S6的pullin操作进行检测，从而完成本次入锁，具体包括如下步骤：对N个独立的跟踪通道的pullin操作后的结果进行锁定检测，保留成功通过锁定检测的通道，并释放剩余未锁定的通道，从而完成完成本次入锁。
[0016]本专利技术提供的这种用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，在捕获转跟踪时，将捕获结果下发给多个通道，各通道分别覆盖不同的频率段，来提高现有入锁方法的频率牵引范围，从而在增加相干积分时间的同时，还可以保证足够的频率牵引范围，从而实现大动态、弱信号的入锁；而且本专利技术利用多通道的方法，对同一个捕获结果，配置不同的入锁参数组合，来应对信号的随机性，从而提高复杂场景（包括大动态、弱信号、多径等）信号的入锁成功概率；因此本专利技术的成功率高、可靠性高且稳定性好。
附图说明
[0017]图1为本专利技术方法的方法流程示意图。
[0018]图2为本专利技术方法的实施例的示意图。
具体实施方式
[0019]如图1所示为本专利技术方法的方法流程示意图：本专利技术提供的这种用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，包括如下步骤：S1. 获取捕获结果，并发起转跟踪，得到入锁确认和频率牵引过程的总耗时以及捕获得到的目标信号频率；具体为获取捕获结果，并发起转跟踪，得到目标卫星信号的码相位和载波多普勒，并通过换算得到码多普勒，最终获取捕获得到的目标信号频率为Fd，同时记入锁确认和频率牵引过程的总耗时为T；S2. 根据目标接收机的最大加速度，估算在入锁确认和频率牵引过程的总耗时内接收机在目标信号上产生的最大载波频率变化量，从而得到频率牵引范围；具体包括如下步骤：根据目标接收机的最大加速度，结合接收机和卫星的相对加速运动和接收机在入锁确认和频率牵引过程的总耗时T时间内额外产生的多普勒，估算得到T时间内目标信号的频率变化范围为，从而得到频率牵引范围为Frange；S3. 根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁；具体为根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁；入锁时，相干积分时间为Tcoh，频率搜索范围为，且满足Frange=1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，其特征在于包括如下步骤：S1. 获取捕获结果，并发起转跟踪，得到入锁确认和频率牵引过程的总耗时以及捕获得到的目标信号频率；S2. 根据目标接收机的最大加速度，估算在入锁确认和频率牵引过程的总耗时内接收机在目标信号上产生的最大载波频率变化量，从而得到频率牵引范围；S3. 根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁；S4. 将相干积分时间扩大若干倍，从而得到新的频率搜索范围；S5. 根据步骤S1捕获得到的目标信号频率，以左边频率边界为起点进行若干次步进，得到若干个新的入锁起始频率；S6. 根据步骤S5得到的若干个新的入锁起始频率，采用若干个独立的跟踪通道进行pullin操作；S7. 对步骤S6的pullin操作进行检测，从而完成本次入锁。2.根据权利要求1所述的用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，其特征在于步骤S1所述的获取捕获结果，并发起转跟踪，得到入锁确认和频率牵引过程的总耗时以及捕获得到的目标信号频率，具体为获取捕获结果，并发起转跟踪，得到目标卫星信号的码相位和载波多普勒，并通过换算得到码多普勒，最终获取捕获得到的目标信号频率为Fd，同时记入锁确认和频率牵引过程的总耗时为T。3.根据权利要求1或2所述的用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，其特征在于步骤S2所述的根据目标接收机的最大加速度，估算在入锁确认和频率牵引过程的总耗时内接收机在目标信号上产生的最大载波频率变化量，从而得到频率牵引范围，具体包括如下步骤：根据目标接收机的最大加速度，结合接收机和卫星的相对加速运动和接收机在入锁确认和频率牵引过程的总耗时T时间内额外产生的多普勒，估算得到T时间内目标信号的频率变化范围为[
‑
Frange/2, Frange/2]，从而得到频率牵引范围为Frange。4. 根据权利要求3所述的用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，其特征在于步骤S3所述的根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁，具体为根据步骤S2得到的频率牵引范围，进行信号入锁；入锁时，相干积分时间为Tcoh，频率搜索范围为[
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Frange/2, Frange/2]，且满足Frange=1/Tcoh。5. 根据权利要求4所述的用于北斗三代导航信号的多通道入锁方法，其特征在于步骤S4所述的将相干积分时间扩大若干倍，从而得到新的频率搜索范...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维，史国强，刘彦，陈宇，蒋云翔，刘勇，文成淦，易炯，白尊胜，
申请(专利权)人：长沙金维信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：