一种同频多系统导航信号接收处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种同频多系统导航信号接收处理方法。采用本发明专利技术首先对GPS、GLONASS、Compass和Galileo四个卫星系统可见卫星的卫星信号进行接收，对卫星信号分别按系统类别进行射频处理、中频处理后，利用基带信号获得与可见卫星一一对应的伪距观测量，并对伪距观测量进行两次选择，按照选择结果，根据卫星系统的优先级进行联合解算。采用本发明专利技术的方法在当多个导航系统的卫星可见时，通过对卫星信号的有效选择，实现了处理简单、复杂度低的联合解算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种GPS、GLONASS、CompaSS和feilileo四个卫星系统的导航信号进行接收处理的方法，属于卫星导航信号接收领域。
技术介绍
同频多系统卫星导航信号联合接收处理，主要是接收来自相同频带不同导航系统的卫星导航信号。依据目前导航信号的调制方式和导航卫星发射状况，按照参与解算导航系统数量的不同分为四系统、三系统、双系统接收处理，通过对接收到的卫星信号选择、统一其时空坐标来进行联合定位解算。对于GPS/GLONASS、GPS/Compass、GPS/feilileo双系统联合接收，国内外公开发表的文献以及上市的产品较多，但大多数未进行系统及卫星的选择；对于GPS/GLONASS/feilileo、GPS/GLONASS/Compass三系统联合接收，国内外公开发表的文献较多，但大多数未进行系统及卫星的选择；对于GPS/GLONASS/Compass/feilileo四系统联合接收，国内的研究属于起步阶段，国外未见公开文献发表。对于同频多系统导航信号联合接收处理，关键就是从众多卫星中选择参与解算的卫星。现有接收解算过程，并未进行基于系统和卫星的优选，全部的无故障卫星为据观测量均参与解算。根据各个导航系统卫星设计情况，而当四系统布设完成后，用户最多可同时收到来自四个系统的卫星数量(假设观测仰角可为0)可以达到48颗。参与解算的卫星数目过多时，不仅会造成运算量的成倍增长，定位解算时间增加，其中距离较远、信号较弱、伪距误差较大的卫星还将对解算精度造成恶化，甚至造成解算过程不收敛。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题克服将现有技术直接应用于多系统的不足，提供，采用本专利技术实现了当多个导航系统的卫星可见时，通过对卫星信号的有效选择，采用本专利技术的方法在当多个导航系统的卫星可见时，通过对卫星信号的有效选择，实现了处理简单、复杂度低的联合解算。本专利技术所采用的技术解决方案，其特征在于通过以下步骤实现步骤1 目标设备对GPS、GL0NASS, Compass和Galileo四个卫星系统的可见卫星在Ll频段的卫星信号进行接收；对接收到的卫星信号按系统类别分别进行射频处理得到中频信号，并送入步骤2;步骤2 对中频信号按系统类别分别进行中频处理获得卫星电文信号，并送入步骤3 ；所述中频处理包括AD转换、捕获跟踪处理和信号同步处理；其中对(Galileo卫星系统的可见卫星进行捕获跟踪处理和信号同步处理的步骤为21 将可见的(Galileo卫星系统的卫星信号经AD转换后的数字中频信号进行下变频获得Galileo卫星的基带信号；22 利用本地伪码和副载波对(Galileo卫星的基带信号中的LlB信号BOC (1，1)的部分进行相关捕获，获得捕获后的LlB信号的伪码和B0C(1，1)副载波；利用LlB信号的伪码和B0C(1,1)副载波构造本地LlC信号的伪码和BOC(6,1)副载波；23:利用LlB信号的伪码和B0C(1，1)副载波以及LlC信号的伪码和BOC(6，1)副载波对Galileo卫星的基带信号进行相关处理获得Galileo卫星的电文信号，并输出；步骤3 利用卫星电文信号获得与步骤1中所述可见卫星一对一对应的伪距观测量，并送入步骤4;步骤4 将步骤4中的伪距观测量以GPS卫星系统为基准进行时空转换，将获得的时空统一的伪距观测量送入步骤5 ；步骤5 对步骤4送入的伪距观测量进行选择51 根据系统类别对伪距观测量的数量进行排序，按相同系统类别可见卫星数量递减的顺序对111、112、113、114进行赋值，获得111彡n2彡n3彡n4，转入步骤52 ；52 若nl彡3且nl+n2+n3+n4彡6，则转入步骤53 ；否则将伪距观测量送入步骤 54；53 若nl、n2、n3、n4符合RAIM处理标准，则对伪距观测量进行RAIM处理，将获得有效伪距观测量送入步骤6 ；否则由步骤4送入的伪距观测量送入步骤M ；54 对送入的伪距观测量的数量进行判断，若不满足nl彡2且nl+n2+n3+n4彡4， 则无法进行联合解算直接退出；若满足，则转入步骤阳；55 若nl = 4，则将伪距观察量送入步骤6进行单系统的联合解算；若nl = 3，且 n2 ^ 2，则将伪距观察量送入步骤6进行双系统的联合解算；若nl = 2，且n2 > 2，n3彡2， 则将伪距观察量送入步骤6进行三系统的联合解算；步骤6 按照优先级顺序GPS系统> GL0NASS系统> COMPASS系统> Galileo系统的顺序选择伪距观测量，利用伪距观测量进行联合解算，获得目标设备的定位结果。 本专利技术与现有技术相比的有益效果(1)本方法最多可利用四种卫星导航系统信号进行联合定位解算；现有方法中最多采用三种系统，参与解算的系统数量的增加可提高该接收处理方法的可靠性，例如，当个别系统或者个别卫星被关闭或遭遇恶意干扰时，多系统联合解算将通过其余可用系统卫星实现解算。同时，对于在可见卫星数量较少的情况下(诸如城市峡谷等恶劣环境)，多系统联合解算将大大提高导航信号接收处理方法的可用性，例如，当可见星最多的单系统卫星数量为2时，单系统不能进行定位解算，但当三个系统各有2颗可见卫星时，利用三个系统联合便能够实现解算；(2)本方法中采用的多系统选星策略，根据所接收到卫星信号的实际情况有针对性地进行选型策略调整，具有简单易行、复杂度低的特点；现有方法并未进行基于系统和卫星的优选，而直接利用全部伪距观测量进行最小二乘解算，当可见卫星数量较大时，会造成参与解算的卫星数量多，实现复杂度高、解算时延长。采用本方法中的多系统选星策略，对可见卫星进行优选，可减小解算过程的复杂性和解算时延；(3)采用多系统的同一频段导航信号进行联合接收处理，极大地降低了射频实现的复杂度，利用同频段的宽带天线可以实现四个系统信号的统一接收，在不增加天线设置的情况下便可以实现多系统信号的接收处理，可减小设备的体积。附图说明图1为本专利技术流程图；图2为本专利技术射频信号流程图；图3为本专利技术对CBOC信号中频处理流程图；图4为本专利技术伪距观测量的选择流程图；图5为RAIM不可用时的伪距观测量选择流程图。具体实施例方式下面就结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步介绍。GPS、GLONASS, Compass和Galileo四个系统在Ll频段的公开信号采用QPSK及 CBOC调制方式，包括载波、副载波、测距码和数据码四种信息分量，四个系统卫星信号的联合表达式如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种同频多系统导航信号接收处理方法，其特征在于通过以下步骤实现：步骤１：目标设备对ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｃｏｍｐａｓｓ和Ｇａｌｉｌｅｏ四个卫星系统的可见卫星在Ｌ１频段的卫星信号进行接收；对接收到的卫星信号按系统类别分别进行射频处理得到中频信号，并送入步骤２；步骤２：对中频信号按系统类别分别进行中频处理获得卫星电文信号，并送入步骤３；所述中频处理包括ＡＤ转换、捕获跟踪处理和信号同步处理；步骤３：利用卫星电文信号获得与步骤１中所述可见卫星一对一对应的伪距观测量，并送入步骤４；步骤４：将步骤４中的伪距观测量以ＧＰＳ卫星系统为基准进行时空转换，将获得的时空统一的伪距观测量送入步骤５；步骤５：对步骤４送入的伪距观测量进行选择：５１：根据系统类别对伪距观测量的数量进行排序，按相同系统类别可见卫星数量递减的顺序对ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４进行赋值，获得ｎ１≥ｎ２≥ｎ３≥ｎ４，转入步骤５２；５２：若ｎ１≥３且ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４≥６，则转入步骤５３；否则将伪距观测量送入步骤５４；５３：若ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４符合ＲＡＩＭ处理标准，则对伪距观测量进行ＲＡＩＭ处理，将获得有效伪距观测量送入步骤６；否则由步骤４送入的伪距观测量送入步骤５４；５４：对送入的伪距观测量的数量进行判断，若不满足ｎ１≥２且ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４≥４，则无法进行联合解算直接退出；若满足，则转入步骤５５；５５：若ｎ１＝４，则将伪距观察量送入步骤６进行单系统的联合解算；若ｎ１＝３，且ｎ２≥２，则将伪距观察量送入步骤６进行双系统的联合解算；若ｎ１＝２，且ｎ２≥２，ｎ３≥２，则将伪距观察量送入步骤６进行三系统的联合解算；步骤６：利用伪距观测量进行联合解算，获得目标设备的定位结果。...

【技术特征摘要】
1.一种同频多系统导航信号接收处理方法，其特征在于通过以下步骤实现步骤1 目标设备对GPS、GL0NASS、Compass和felliIeo四个卫星系统的可见卫星在Ll 频段的卫星信号进行接收；对接收到的卫星信号按系统类别分别进行射频处理得到中频信号，并送入步骤2;步骤2 对中频信号按系统类别分别进行中频处理获得卫星电文信号，并送入步骤3 ； 所述中频处理包括AD转换、捕获跟踪处理和信号同步处理；步骤3 利用卫星电文信号获得与步骤1中所述可见卫星一对一对应的伪距观测量，并送入步骤4 ；步骤4 将步骤4中的伪距观测量以GPS卫星系统为基准进行时空转换，将获得的时空统一的伪距观测量送入步骤5 ；步骤5 对步骤4送入的伪距观测量进行选择51根据系统类别对伪距观测量的数量进行排序，按相同系统类别可见卫星数量递减的顺序对η 、π2、π3、π4进行赋值，获得nl彡η2彡η3彡η4，转入步骤52 ；52若nl彡3且nl+n2+n3+n4彡6，则转入步骤53 ；否则将伪距观测量送入步骤M ；53若nl、n2、n3、n4符合RAIM处理标准，则对伪距观测量进行RAIM处理，将获得有效伪距观测量送入步骤6 ；否则由步骤4送入的伪距观测量送入步骤M ；54对送入的伪距观测量的数量进行判断，若不满足nl ^ 2且nl+n2+n3+n4 ^ 4，则无法进行联合解算直接退出；若满足，则转入步骤阳；55若nl = ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽娜，王玲，张东，胡博，张春水，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11