[实用新型]一种GPS接收机码跟踪环电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种消除无线扩频通信接收机多径干扰的码跟踪环电路，尤其是消除GPS/GNSS接收机多径干扰的码跟踪环电路。

技术背景

2000年美国政府宣布取消SA(选择可用性)干扰后，多径问题就成了最大的误差源。实际应用中很多情况下，比如城市里或者有遮挡的地方使用，山谷里或是树林里，这些场合都不可避免要导致卫星信号的直接传输路径被遮挡等现象，导致多径干扰。多径干扰会造成码跟踪误差，直接影响测量伪距，造成接收机的定位误差。

传统的多径干扰消除技术一般采用窄相关，通过减小超前/滞后(E/L)相关器间隔来减小跟踪误差。采用窄相关器需要更宽的信号带宽，这将导致更多的噪声混入接收信号。

发明内容：

本实用新型为了解决采用窄相关器所存在的不足，提供了一种用多个DLL(延迟锁定环)消除跟踪误差的GPS接收机码跟踪环电路，通过多个DLL环的综合处理，将多径信号从卫星信号中去除。

为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：一种GPS接收机码跟踪环电路，包括一个输入射频信号的中频滤波器，该中频滤波器的输出连接A/D转换器，其特征在于，A/D转换器的输出分别连接第一加法器、第一延迟锁定环、第二加法器，所述的第一延迟锁定环的输出信号连接第一加法器，第一加法器的输出信号通过第一数乘器进行幅度变换后连接至第二延迟锁定环，第二延迟锁定环的输出通过第二数乘器进入第二加法器，第二个加法器的输出连接第三延迟锁定环，第三延迟锁定环的输出至相关器，第三延迟锁定环的输出就是基本上修正了多径影响的跟踪结果。所述的第一、第二和第三延迟锁定环中均设有用于信号相位调整的鉴相器，鉴相器可采用迟早模式鉴相器或点积模式鉴相器。

本实用新型与现有的采用窄相关器消除多径干扰相比，降低了整个系统的时钟，无需使用像窄相关法需要的高速率A/D转换单元和高精度的鉴相器。与RAKE接收机相比，本实用新型电路结构简单，仅比普通DLL增加了少量电路，实现了抑制多径的功能。

附图说明

图1为本实用新型GPS接收机跟踪环电路的一个具体实施例。s_d(t)是接收机接收到的卫星信号(包括直接达到信号和反射信号)，c(t)为消除了多径成分后的卫星信号。

图2为采用窄相关器的多径干扰导致鉴相曲线图。使用窄相关技术使得E-L曲线的线性区间部分更窄，因而需要更为精密的鉴相器。

图3为采用本实用新型跟踪环电路的得到的跟踪误差和普通跟踪环电路跟踪误差的比较。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，来自射频的信号经过中频滤波器和数字下变频A/D转换器后分成并行的三路，中间一路进入第一延迟锁定环DLL₀，本地复现信号经DLL₀中的鉴相器相位调整后，作为输出信号r(t)进入第一加法器C1，在第一加法器C1中与直接过来的信号s_d(t)减去r(t)得到r₁(t)，并输出至第一数乘器M1，在第一数乘器M1中通过输入幅度变换因子|a₁(t)|的倒数完成r₁(t)的幅度变换；之后信号进入第二延迟锁定环DLL₁；在第二延迟锁环DLL₁中，调整DLL₁中的码发生器，使DLL₁的鉴相器信号r₁(t)经校正后输出到第二数乘器M2，在第二数乘器M2中，通过输入幅度变换因子|a₁(t)|使本地复现信号r₁(t)恢复到r(t)变换之前的幅度，然后用第三路的卫星信号s_d(t)在第二加法器C2中减掉变换了幅度的r₁(t)信号后得r₂(t)进入第三延迟锁定环DLL_NAV，经过DLL_NAV处理后以c(t)的形式输出至相关器。

三个延迟锁定环中的鉴相器可采用超前E和滞后L相减模式得到鉴相曲线。

如图2所示，窄相关的鉴相曲线，窄相关方法可以屏蔽掉窄相关宽度1.5倍以外的多径信号，但是需要高精度的鉴相器。

如图3所示，采用本实用新型DLL结构得到的跟踪误差比普通DLL跟踪环路的跟踪误差减小了约90％。