[发明专利]一种基于RSL的低噪声GPS载波跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低噪声GPS载波跟踪方法，尤其涉及一种基于RSL的低噪声GPS载波跟踪方法。 

背景技术

对于GPS接收机来说，卫星信号的捕获、跟踪、解调是定位导航的基础，其关键技术之一就是载波跟踪环路的设计。载波跟踪环的目的是尽力使其所复制的载波信号与接收到的卫星载波信号保持一致，从而通过混频机制彻底地剥离卫星信号中的载波。若复制载波与接收载波不一致，则接收信号中的载波就不能被彻底剥离，也就是说接收信号不能被下变频到真正的基带信号，影响导航电文数据比特位的正确提取。此外，若不能保持复制载波与接收载波的一致性，则C/A码的自相关幅值也会受到削弱，进一步加大对卫星信号的跟踪难度，导致原始观测量测量噪声颤抖增大，降低定位测速精度。因此载波跟踪环路的稳定是GPS接收机精确定位测速的前提。传统载波跟踪环一般由鉴相器、环路滤波器和压控(或者数字)振荡器构成，环路滤波器多由比例、积分环节实现。传统载波跟踪环常常面临这样的问题：为了适应更宽的动态范围，环路滤波器的带宽应该尽量宽，但是同时为了更好的滤除噪声，环路滤波器的带宽应该窄，在这种情况下，载波跟踪环的设计是其动态性能与低噪声的折中。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于RSL的低噪声GPS载波跟踪方法，解决了载波跟踪环动态性能与低噪声的矛盾问题。 

本发明的技术解决方案是： 

一种基于RSL的低噪声GPS载波跟踪方法，步骤如下： 

(1)将卫星数字中频信号和载波数控振荡器生成的正弦信号通过混频器进行混频生成同相混频结果，再将所述同相混频结果与码发生器产生的C/A码相乘以实现载波剥离和码剥离，得到同向采样信号i(t)； 

将载波数控振荡器生成的正弦信号进行90度相变生成余弦信号，再将卫星数字中频信号和所述余弦信号通过混频器进行混频生成正交混频结果，之后再将所述正交混频结果与码发生器产生的C/A码相乘以实现载波剥离和码剥离，得到正交相采样信号q(t)，之后进入步骤(2)； 

(2)将步骤(1)中得到的同向采样信号i(t)和正交相采样信号q(t)分别通过积分累加器在预定积分时间t之内进行累加，得到同相累加值I_(n)和正交累加值Q_(n)，之后进入步骤(3)； 

(3)将步骤(2)中得到的同相累加值I_(n)和正交累加值Q_(n)通过公式 计算二象限反正切鉴相值φ_(n)，之后进入步骤(4)； 

(4)根据步骤(3)中得到的二象限反正切鉴相值φ_(n)，通过公式 计算得到经过RSL滤波器滤波输出的相位差异φ′_(n)和频率差异f′_(n)，之后进入步骤(5)； 

其中， n为采样周期的序号，是初始值为1的自然数，且每经过一个采样周期，n的值加1；φ′_(n|n-1)为本周期内相位差异估计值，f′_(n|n-1)为本周期内频率差异的估计值，且 φ′_(n-1)为上一个采样周期内的相位差异，f′_(n-1)为上一个采样周期内的频率差异，T为采样周期， 且T的值等于积分累加器的预定积分时间t； 

(5)将步骤(4)中得到的相位差异φ′_(n)和频率差异f′_(n)经过环路滤波器进行滤波，输出频率控制字，之后进入步骤(6)； 

(6)根据步骤(5)中输出的频率控制字控制载波数控振荡器改变输出信号的频率，输出正弦信号之后，返回步骤(1)。 

步骤(3)中计算二象限反正切鉴相值φ_(n)通过如下方式进行： 

首先计算 int为向下取整，则：