[发明专利]一种兼容北斗卫星导航系统和GPS的位同步方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤指卫星信号位同步的方法和系统。

背景技术

当前中国北斗导航系统快速发展，基于定位的服务不断拓展，地球上空可以用于定位的卫星数量正在不断增多。关于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)相关接收技术的研究与应用逐步深入，同时支持全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统的双模或多模接收机的设计开发成为必然趋势。一个导航定位接收机通常包括：天线、射频模块、基带模块和其他应用模块。其中，基带模块通常用于完成信号的同步和导航电文解调，产生用于定位的测量值，并根据测量值和解调出的导航电文计算出导航定位接收机的所处位置，然后根据相应的协议发送给应用模块，从而实现为应用模块提供位置、速度或时间信息。

在以上处理过程中，找到导航电文的符号位边界是信号同步的重要步骤，是进行帧同步和解调导航电文的基础。在GPS系统中，每一颗卫星发出的信号都由与该卫星唯一对应的伪随机码(Pseudo-Random Noise，PRN)进行调制，伪随机码的周期为1ms，所以经伪随机码调制后的数据信号是周期为1ms的粗码(CA码)；每一位导航数据信号都要重复20次以保证没有纠错机制下的可靠传输，GPS数据位信号的周期为20ms。在对跟踪环路输出的CA码信号进行解调时，首先要1000b/s的CA码信号转变为50b/s的高低电平分别为+1和-1的导航电文，即要把20个符号一致的跟踪点转化为1位，其关键就是找到输出序列中的数据位翻转点，找到了位翻转点就实现了位同步。只有实现了数据位同步，才能将原始GPS信号从调制信号中解出，进行下一步的定位工作。数据位同步的目的是提供接收装置最大能量解调的时序同步信号，该同步信号的准确度是影响接收装置灵敏度最重要的参数。

对北斗导航定位系统，采用了和GPS不同的数据调制方式，对GEO卫星，伪随机码的周期也为1ms，但每一个数据位是2ms，和GPS类似，在数据位内部不存在符号的跳变，在做一些改变后，位同步时可以采用和GPS类似的方法。

对MEO卫星，伪随机码的周期也为1ms，同样，每一位北斗数据信号都要重复20次以保证没有纠错机制下的可靠传输，与GPS不同的是，每一位当中的20ms数据采用了NH码调制，就是说，在每一位数据内部也存在符号的跳变，这样，GPS信号相同的位同步的方法就不适用于北斗导航系统MEO卫星信号，必须开发新的位同步算法；

发明内容

一种兼容北斗卫星导航系统和全球定位系统的位同步方法，其特征在于，读取通道I支路相关积分数据和Q支路相关积分数据，假设20种可能的位边界，生成NH码剥离码，对北斗导航系统进行NH码剥离，对GPS不进行该操作。然后进行数据跳变检测，比较检测结果，判定数据跳变数最大的可能边界为真实符号位边界。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种兼容北斗卫星导航系统和GPS信号位同步方法，所述方法包括：

优选的，从跟踪通道读取I支路和Q支路的相关数据，对每20ms分段的积分数据进行分段，共有20个不同的相位，其中必有一个位边界，但每个相位均有可能是正确的位边界。假设此20个不同相位为20个可能的位边界。各20ms数据段上不同相位上数据表示为I_i，δ、Q_i，δ，其中i为符号位序号，δ＝0，1，2...19为20ms数据内部相位。

优选的，根据NH码的不同相位之间的符号跳变生成剥离码。具体为：如果在某相位上，NH码序列有符号跳变，则设置剥离码对应位为-1，如果在该相位上，NH码序列无符号跳变，则设置剥离码对应位为1，在假设的位边界处，剥离码为0。

优选的，进行数据跳变检测，采用差分检测的方法；对全球导航系统(GPS)，数据跳变检测只在假设的各可能的位边界处进行；对北斗导航系统，数据跳变检测在各可能符号位的内部进行，可能的位边界处数据跳变设为0。

数据跳变检测结果最大值对应相位为正确的位边界。

附图说明

图1为本发明一种导航信号位同步方法流程示意图；

图2为本发明实施例的装置结构示意图；

具体实施方式