[发明专利]导航比特同步方法及检查导航比特同步的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种导航比特同步方法以及检查导航比特同步的方法。

背景技术

随着电子技术和信息化的发展，全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）已经广泛应用到人们生活的各个领域。全球导航卫星系统目前包括美国的全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、中国的北斗导航系统（BD Navigation Satellite System）、俄罗斯的格罗纳斯导航系统GLONASS）以及欧盟的伽利略导航系统（GALILEO）。每个导航系统都能独立完成全球定位，同时不同导航系统也可以协同工作来提高定位质量。

以GPS为例描述导航系统的基本原理。GPS包含一个由多颗卫星组成的卫星星群。这些星群分布在多个轨道上，从而保证在地球的任何位置都能够接收到至少4颗卫星的信号。每颗GPS卫星会不断地发射伪随机码（PRN）序列。不同卫星的PRN码不同，以保证卫星之间信号互不干扰。PRN码包括民用的C/A码和军用的P(Y)码。其中C/A码频率为1.023兆赫兹，重复周期为1毫秒。GPS的调制信号是导航电文和PRN码的组合码，导航电文的速率为50bit/s。当接收机接收到导航电文时，提取出卫星时间并将其与本地时钟做对比，以得出卫星与接收机的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射导航电文时所处的位置，即可得知接收机的位置和速度等信息。

以GPS为例简单描述接收机从接收卫星信号到定位的流程：基带芯片接收到卫星信号后，将模拟信号转化成数字信号。捕获模块积分器完成频率的粗搜并获得C/A码的边界，这里捕获粗搜频率可能存在较大的偏差（例如：几十赫兹或上百赫兹）。C/A码边界即毫秒边界。当捕获完成就实现了载波和C/A码的剥离，输出I、Q两路积分值。由于导航比特跨越20个C/A码周期，所以比特边界是未知的。比特同步模块利用I、Q两路积分值进行比特能量累加，以找到导航比特的边界。跟踪模块实时调整频率与锁定相位。接着根据导航比特的边界解调导航电文，获得卫星位置并计算伪距，最后使用多颗卫星的信息完成导航定位计算。其中，要获得导航比特边界就必须完成比特同步，进而实现导航电文解调、伪距解算及定位导航。伪距解算需要用到比特边界，一旦比特边界出错，将会使得接收机输出的定位结果有巨大的偏差，这将对定位精度产生灾难性的影响。

图1所示为现有技术中的采用最大似然估计方法的比特同步方法流程图100。在步骤102中，计算不同比特相位的比特能量BitPower。接着执行步骤104和106，对比特相位的比特能量进行预定次数的累加。在步骤108中，找到比特能量最大的比特相位。最后在步骤110中据此调整毫秒计数器并在步骤112中实现对卫星信号的跟踪解调。其中，根据式（1）计算比特能量BitPower：

BitPower=(Σi=120Ii)2+(Σi=120Qi)2---(1)]]>