解调北斗GNSS信号制造技术

解调北斗GNSS信号。提供了一种用于对来自北斗导航卫星系统中的卫星的B2b信号进行解调的方法和设备。所述方法包括以下步骤：跟踪由卫星以第一GNSS操作频带发送的第一信号，以估计第一信号的一个或更多个参数；基于所估计的第一信号的一个或更多个参数，来预测由卫星发送的B2b信号的一个或更多个参数；以及对B2b信号进行解调，以获得由卫星在该B2b信号上调制的数据消息的数据位。解调是基于所预测的B2b信号的所述一个或更多个参数的。信号的所述一个或更多个参数的。信号的所述一个或更多个参数的。

【技术实现步骤摘要】
解调北斗GNSS信号


[0001]本专利技术涉及全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems(GNSS))。特别地，本专利技术涉及一种用于对来自北斗(BeiDou)导航卫星系统中的卫星的GNSS信号进行解调的方法、以及被配置成对这种GNSS信号进行解调的GNSS接收器。

技术介绍

[0002]用于GNSS定位的技术是本领域公知的。现有GNSS包括全球定位系统(GPS)、伽利略(Galileo)、GLONASS、以及北斗。各个GNSS包括绕地球轨道运行的卫星星座，在本领域中也称为“空间飞行器”(SV)。通常，各个SV皆发送多个信号。这些信号被希望计算自身位置的接收器接收。接收器可以使用该信号进行多个测距测量，以导出关于接收器与相应卫星之间的距离的信息。如果可以进行足够数量的测量，则可以通过多边定位(multilateration)来计算接收器的位置。
[0003]除了为测距目的而发送的信号(在该信号上可以调制采用导航消息形式的数据)之外，SV还可以发送一个或更多个数据信号。这些并非旨在直接用于测距测量。相反，它们可以被用于提供数据消息，其可以支持一个或更多个目的。一个可能的目的是提供基于卫星的增强系统(satellite
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based augmentation，SBAS)。这种增强系统的目的是通过将附加的外部信息并入定位计算中，来提高GNSS的完整性、保证、准确度、可靠性、和/或可用性。SBAS使用地面基础设施来测量来自SV的信号。基于这些测量，计算校正量，校正量补偿误差源(例如，包括诸如时钟漂移和电离层延迟的影响)。将校正量发送给SV，并由SV将校正量作为消息在所述一个或更多个数据信号中进行广播。以此方式，SV可以发送校正数据，该校正数据允许接收器校正其基于该卫星的测距信号作出的测距测量。SBAS通常以区域或大陆规模运行。
[0004]其它数据信号可以被提供用于其它目的。例如，可以提供经加密的认证信号，这使得认证测距信号成为可能。这可以允许接收器确认其接收的GNSS信号是真实的SV信号，而不是潜在的欺骗信号。
[0005]北斗导航卫星系统(BDS)(本文中也被简称为“北斗”)是中国的GNSS。它在以B2b频带(以1207.14MHz为中心)发送的数据信号中提供精确的点定位(PPP)校正量。

技术实现思路

[0006]希望尽可能高效且准确地解调GNSS数据信号，以使GNSS接收器可以最佳地利用这些信号所支持的服务。
[0007]根据一个方面，提供了一种对来自北斗全球导航卫星系统(下文中被称为GNSS)中的卫星的B2b信号进行解调的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]跟踪由卫星以第一GNSS操作频带发送的第一信号，以估计第一信号的一个或更多个参数；
[0009]基于所估计的第一信号的一个或更多个参数，来预测由卫星发送的B2b信号的一
个或更多个参数；以及
[0010]对B2b信号进行解调，以获得由卫星在该B2b信号上调制的数据消息的数据位，其中，解调是基于所预测的B2b信号的所述一个或更多个参数的。
[0011]所述方法可以允许对B2b频带中的数据信号进行更可靠的位检测(解调)，特别是通过改进对B2b信号的参数的跟踪。所述方法使用由同一卫星发送的另一信号作为导频信号。
[0012]常规上，跟踪B2b信号依赖于准确的位检测。同时，准确的位检测依赖于准确的载波跟踪。这意味着不正确的位检测可能在多普勒频率估计中引起误差，从而导致频率锁定环路(FLL)发散。这又会导致位检测的性能变差。这些问题至少部分是由于B2b信号不包括任何(公共可用的)导频信号而出现的。
[0013]根据本公开的示例可以通过消除对单独跟踪B2b信号的需要并且改为使用第一信号作为导频来避免这些问题。
[0014]数据位可以是具有预定驻留时间(dwell time)的数据位。该驻留时间可以被定义为在解调期间对B2b信号的样本进行求和的相干积分长度。
[0015]在一些情况下，预测B2b信号的所述一个或更多个参数可以仅基于所估计的第一信号的一个或更多个参数。在其它情况下，它可以部分地基于所估计的第一信号的一个或更多个参数，并且部分地基于其它参数，诸如这两个信号的参数之间的差的估计。对B2b信号进行解调可以仅基于所预测的B2b信号的所述一个或更多个参数。特别地，所述方法可以在不使用用于跟踪B2b信号的完全分离的跟踪环路的情况下来解调B2b信号，这是因为B2b信号可以基于(至少部分地基于)第一信号的跟踪参数来进行解调。
[0016]所述方法还可以包括(特别地，在跟踪第一信号之前)接收第一信号和B2b信号。信号可以由RF前端经由天线来接收(如稍后在下面概括的)。
[0017]可选地：第一信号的所述一个或更多个参数包括该第一信号的码相位；B2b信号的所述一个或更多个参数包括该B2b信号的码相位；并且所述方法包括以下步骤：基于所估计的第一信号的码相位，来预测B2b信号的码相位。
[0018]预测B2b信号的码相位的步骤可以包括：向所估计的第一信号的码相位相加偏移量或者从所估计的第一信号的码相位减去偏移量。
[0019]通常，偏移量可以是正的或负的。应理解，减去正偏移量相当于加上负偏移量，减去负偏移量相当于加上正偏移量。
[0020]B2b信号的码相位可以仅基于所估计的第一信号的码相位以及偏移量来预测。
[0021]所述方法还可以包括以下步骤：估计第一信号与B2b信号之间的群延迟差(group delay difference)，其中，偏移量包括所估计的群延迟差或者由所估计的群延迟差组成。
[0022]估计群延迟差可以基于通过解调B2b信号而获得的数据位。特别地，所述方法可以包括以下步骤：在预定驻留时间内从B2b信号中擦去所述数据位，以生成残留载波信号；以及在预定驻留时间内对残留载波信号的样本进行积分(即，求和)。擦去数据位的步骤可以包括：将B2b信号乘以表示所述数据位的信号。这些步骤可以在扩频码已经从B2b信号被擦去之后对B2b信号执行。可以针对扩频码的多个相位重复这些步骤，特别地，可以针对扩频码的超前(early)相位、即时(prompt)相位以及滞后(late)相位重复这些步骤。
[0023]所述方法还可以包括以下步骤：在估计群延迟差的步骤之前，从B2b信号中擦去所
获得的数据位；以及在擦去所述数据位之后，在预定驻留时间内对B2b信号的样本进行积分，其中，群延迟差是基于积分的结果来估计的。
[0024]以这种方式对信号样本进行积分可以有助于使群延迟差的估计更可靠。预定驻留时间可以对应于被擦去的数据位的组合持续时间。B2b信号的样本可以在该整个持续时间内被相干地积分。
[0025]可选地：第一信号的所述一个或更多个参数包括第一信号的频率；B2b信号的所述一个或更多个参数包括该B2b信号的频率；并且所述方法包括：基于所估计的第一信号的频率，来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对来自北斗全球导航卫星系统GNSS中的卫星的B2b信号进行解调的方法，所述方法包括以下步骤：跟踪(232、234)由所述卫星以第一GNSS操作频带发送的第一信号，以估计所述第一信号的一个或更多个参数；基于所估计的所述第一信号的一个或更多个参数，来预测(242、244)由所述卫星发送的所述B2b信号的一个或更多个参数；以及对所述B2b信号进行解调(250)，以获得由所述卫星在所述B2b信号上调制的数据消息的数据位，其中，所述解调是基于所预测的所述B2b信号的所述一个或更多个参数的。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一信号的所述一个或更多个参数包括所述第一信号的码相位；所述B2b信号的所述一个或更多个参数包括所述B2b信号的码相位；并且所述方法包括以下步骤：基于所估计的所述第一信号的码相位，来预测(242)所述B2b信号的所述码相位。3.根据权利要求2所述的方法，其中，预测(242)所述B2b信号的所述码相位的步骤包括：向所估计的所述第一信号的码相位相加偏移量或者从所估计的所述第一信号的码相位减去偏移量。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括以下步骤：估计(280)所述第一信号与所述B2b信号之间的群延迟差，其中，所述偏移量包括所估计的群延迟差或者由所估计的群延迟差组成。5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括以下步骤，在估计(280)所述群延迟差之前：从所述B2b信号中擦去(260)所获得的数据位；以及在擦去所述数据位之后，在预定驻留时间内对所述B2b信号的样本进行积分(270)，其中，所述群延迟差是基于所述积分的结果来估计(280)的。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中：所述第一信号的所述一个或更多个参数包括所述第一信号的频率；所述B2b信号的所述一个或更多个参数包括所述B2b信号的频率；并且所述方法包括以下步骤：基于所估计的所述第一信号的频率，来预测(244)所述B2b信号的频率。7.根据权利要求6所述的方法，其中，预测(244)所述B2b信号的频率的步骤包括：通过预定比例因子来缩放所估计的所述第一信号的频率。8.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述第一GNSS操作频带是以下项中的一者：北斗B2a频带；北斗B3频带；北斗B1C频带；以及北斗B1I频带。9.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：跟踪(232、234)由第二卫星以第二GNSS操作频带发送的第二信号，以估计所述第二信号的一个或更多个参数；基于所估计的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：程振澜，
申请(专利权)人：瑞士优北罗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：