一种卫星导航高灵敏度信号接收方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星导航高灵敏度信号接收方法及系统，通过捕获引擎对接收到的卫星信号进行相干累积和非相干累积处理，获得对应的处理增益，然后实现对所述卫星信号的捕获；在所述卫星信号捕获成功后，通过预设的自适应调度策略对应的调用跟踪加速引擎内的高灵敏度跟踪通道以及高精确度跟踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪，在所述高精度跟踪通道信号失锁时，直接通过所述捕获引擎进行失锁重捕；在所述高灵敏度跟踪通道信号失锁时，同时调用所述捕获引擎和所述跟踪加速引擎的进行失锁重捕。从而在兼顾灵敏度的情况下，实现弱信号的快速捕获和快速失锁重捕，且能保持在较强信号下的高精度跟踪和定位。号下的高精度跟踪和定位。号下的高精度跟踪和定位。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星导航高灵敏度信号接收方法及系统


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种卫星导航高灵敏度信号接收方 法及系统。

技术介绍

[0002]在山谷、树林等环境中，由于电离层折射、多径干扰或外界遮挡等影响， 卫星信号将会极大的衰减，普通的卫星导航信号接收机会出现捕获难、易失 锁等问题无法正常工作，必须提高接收机的接收灵敏度。
[0003]接收机对于卫星导航信号的处理主要包括捕获和跟踪两个环节，在弱信 号条件下，对于初次捕获时，接收机可用的先验信息较少，需搜索的多普勒 频率和伪码相位范围较大，计算复杂度高；对于失锁重捕获，会面临捕获时 间长、虚警率高、弱信号入锁等问题；对于跟踪，弱信号条件下一般采用锁 频环跟踪载波，其跟踪灵敏度主要取决于鉴频器的牵引范围和环路跟踪精度， 牵引范围与环路的预检测积分时间近似成反比，因此难以同时提高鉴频器的 牵引范围和环路跟踪精度。
[0004]对于高灵敏度接收机设计一般采用长时间相干积分和多次非相干累积以 实现弱信号的增益，同时考虑采用锁频环的方式以实现更高灵敏度的信号跟 踪。其缺陷在于长时间相干积分和非相干积分信号的失锁时间较长，无法较 快地实现信号的失锁重捕，利用锁频环进行信号跟踪的定位精度较差，且信 号从弱到强时定位精度无法快速收敛到预期范围。
[0005]同时在实际应用中，对于手持等便携式应用终端，需要在尽可能地兼顾 灵敏度的同时，实现弱信号的快速捕获和快速失锁重捕，并且保持在较强信 号下的高精度跟踪和定位。因此，现有技术及设备难以兼顾灵敏度和信号快 速捕获及快速失锁重捕，难以解决在高楼、树林等复杂遮挡环境下，因为卫 星信号较弱导致的服务性能降低的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种新的一种卫星导航高灵敏度信号接收方 法及系统，以解决上述的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供的一种卫星导航高灵敏度信号接收方法， 包括步骤：
[0008]S1，通过捕获引擎对接收到的卫星信号进行相干累积和非相干累积处理， 获得对应的处理增益，然后实现对所述卫星信号的捕获；
[0009]S2，在所述卫星信号捕获成功后，通过预设的自适应调度策略对应的调 用跟踪加速引擎内的高灵敏度跟踪通道以及高精确度跟踪通道进行所述卫星 信号的信号跟踪，其中，所述预设的自适应调度策略包括在所述卫星信号的 强度低于预设阈值时，采用所述高灵敏度跟踪通道进行所述卫星信号的信号 跟踪，在在所述卫星信号的强度不低于所述预设阈值时，采用所述高精度跟 踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪；
[0010]S3，在所述高精度跟踪通道信号失锁时，直接通过所述捕获引擎进行失 锁重捕；
[0011]S4，在所述高灵敏度跟踪通道信号失锁时，同时调用所述捕获引擎和所 述跟踪加速引擎的进行失锁重捕。
[0012]进一步地，所述步骤S1之前还包括：对所述卫星信号进行信号频点选择， 在所述卫星信号为存在导频支路的频点的信号时，进入所述步骤S1。
[0013]进一步地，所述步骤S1中的进行所述相干累积和所述非相干累积处理后， 总的处理增益为G，G＝10lg(BT
coh
)+10lg(N
c
)
‑
L
sq
；其中，B为所述卫星信号的带宽， T
coh
为相干积分时间，N
c
为所述非相干积分数目，L
sq
为非相干积分的平方损耗。
[0014]进一步地，所述高精度跟踪通道采用PPL三阶相位锁定环路锁相环和 DLL一阶延迟锁定环路，以及所述PPL三阶相位锁定环路锁相环辅助所述 DLL一阶延迟锁定环路的方式实现高精度跟踪。
[0015]进一步地，所述高灵敏度跟踪通道采用基于相干积分和非相干积分技术 来提高信号的信噪比SNR，从而实现对弱信号的稳定跟踪，环路采用二阶锁 频环FLL和二阶DLL相配合的方式。
[0016]进一步地，所述跟踪加速引擎采用64个通道逐毫秒或逐1/4毫秒的相关 器积分数据，并通过中断或查询的方法通知CPU。
[0017]进一步地，所述预设的自适应调度策略包括以下状态策略中的一个或者 多个：
[0018]Stage0：一次牵引，采用较大带宽FLL进行，采用FFT鉴频，硬件相干 积分时间需为1ms保证最大鉴频范围。一次牵引成功后开始进行BitSync。
[0019]Stage1：二次牵引，也采用大带宽FLL进行，采用FFT鉴频，硬件相干 积分时间可配2ms。完成牵引后根据载噪比C/N0切换至合适状态。各状态之间 的相互切换均可根据C/N0进行。
[0020]Stage2：高能量状态，相干积分时间20ms以内，PLL/FLL跟踪均可。
[0021]Stage3：中能量状态，FLL跟踪，采用FFT鉴频，相干积分时间20ms， 非相干次数4～6次。
[0022]Stage4：低能量状态，FLL跟踪，采用FFT鉴频，相干积分时间20ms， 非相干次数12～16次。最低C/N0门限根据实际情况可配，若实时C/N0低于最 低C/N0则进入重捕状态ReAcq，若重捕成功则切换至Stage1，若失败则执行 DelChan，删除通道。
[0023]本专利技术还提供一种卫星导航高灵敏度信号接收系统，包括。
[0024]捕获引擎，用于对接收到的卫星信号进行相干累积和非相干累积处理， 获得对应的处理增益，然后实现对所述卫星信号的捕获；
[0025]跟踪加速引擎，用于在所述卫星信号捕获成功后，通过预设的自适应调 度策略对应的调用所述跟踪加速引擎内的高灵敏度跟踪通道以及高精确度跟 踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪，其中，所述预设的自适应调度策略包 括在所述卫星信号的强度低于预设阈值时，采用所述高灵敏度跟踪通道进行 所述卫星信号的信号跟踪，在在所述卫星信号的强度不低于所述预设阈值时， 采用所述高精度跟踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪；在所述高精度跟踪 通道信号失锁时，直接通过所述捕获引擎进行失锁重捕；在所述高灵敏度跟 踪通道信号失锁时，同时调用所述捕获引擎和所述跟踪加速引擎的进行失锁 重捕。
[0026]本专利技术还提供一种卫星导航高灵敏度信号接收系统，包括存储器、处理 器、存储
在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序、以及接收 所述处理器指令的控制器，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时 实现如上任一项所述卫星导航高灵敏度信号接收方法的步骤。
[0027]在本专利技术的技术方案中的卫星导航高灵敏度信号接收方法及系统，通过 捕获引擎对接收到的卫星信号进行相干累积和非相干累积处理，获得对应的 处理增益，然后实现对所述卫星信号的捕获；在所述卫星信号捕获成功后， 通过预设的自适应调度策略对应的调用跟踪加速引擎内的高灵敏度跟踪通道 以及高精确度跟踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪，其中，所述预设的自 适应调度策略包括在所述卫星信号的强度低于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航高灵敏度信号接收方法，其特征在于，包括步骤：S1，通过捕获引擎对接收到的卫星信号进行相干累积和非相干累积处理，获得对应的处理增益，然后实现对所述卫星信号的捕获；S2，在所述卫星信号捕获成功后，通过预设的自适应调度策略对应的调用跟踪加速引擎内的高灵敏度跟踪通道以及高精确度跟踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪，其中，所述预设的自适应调度策略包括在所述卫星信号的强度低于预设阈值时，采用所述高灵敏度跟踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪，在在所述卫星信号的强度不低于所述预设阈值时，采用所述高精度跟踪通道进行所述卫星信号的信号跟踪；S3，在所述高精度跟踪通道信号失锁时，直接通过所述捕获引擎进行失锁重捕；S4，在所述高灵敏度跟踪通道信号失锁时，同时调用所述捕获引擎和所述跟踪加速引擎的进行失锁重捕。2.根据权利要求1所述的卫星导航高灵敏度信号接收方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：对所述卫星信号进行信号频点选择，在所述卫星信号为存在导频支路的频点的信号时，进入所述步骤S1。3.根据权利要求1所述的卫星导航高灵敏度信号接收方法，其特征在于，所述步骤S1中的进行所述相干累积和所述非相干累积处理后，总的处理增益为G，G＝10lg(BT
coh
)+10lg(N
c
)
‑
L
sq
；其中，B为所述卫星信号的带宽，T
coh
为相干积分时间，N
c
为所述非相干积分数目，L
sq
为非相干积分的平方损耗。4.根据权利要求1所述的卫星导航高灵敏度信号接收方法，其特征在于，所述高精度跟踪通道采用PPL三阶相位锁定环路锁相环和DLL一阶延迟锁定环路，以及所述PPL三阶相位锁定环路锁相环辅助所述DLL一阶延迟锁定环路的方式实现高精度跟踪。5.根据权利要求1所述的卫星导航高灵敏度信号接收方法，其特征在于，所述高灵敏度跟踪通道采用基于相干积分和非相干积分技术来提高信号的信噪比SNR，从而实现对弱信号的稳定跟踪，环路采用二阶锁频环FLL和二阶DLL相配合的方式。6.根据权利要求4或5所述的卫星导航高灵敏度信号接收方法，其特征在于，所述跟踪加速引擎采用64个通道逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦，游梦琳，黄维，陈宇，白尊胜，刘勇，文承淦，蒋云翔，易炯，
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：