[发明专利]一种北斗星历收集的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种北斗星历收集的方法。

背景技术

卫星导航接收机捕获并跟踪多个卫星的信号，然后解调其中调制的导航数据。卫星导航接收机利用导航数据中的星历数据解算卫星位置和时间模型，进而计算出用户的位置。

根据ICD所定义，北斗卫星导航数据分为D1和D2两种类型。其中D1导航电文由超帧、主帧和子帧组成。每个超帧36000比特，历时12分钟，由24个主帧组成；每个主帧1500比特，历时30秒，由5个子帧组成；每个子帧300比特，历时6秒，由10个字组成；每个字20比特，历时0.6秒。其中子帧1至子帧3循环播发星历数据，所以每隔30秒就可以收到一套星历数据。

D2导航电文由超帧、主帧和子帧组成。每个超帧180000比特，历时6分钟，由120个主帧组成；每个主帧1500比特，历时3秒，由5个子帧组成；每个子帧300比特，历时0.6秒，由10个字组成；每个字20比特，历时0.06秒。其中子帧1播发星历数据，由10个页面分时发送。所以每隔30秒可以收到一套星历数据。

北斗卫星导航数据以字为单位进行BCH（15,11,1）加交织的编码。BCH编码对数据极性不敏感，即一组经过BCH编码的数据，完全翻转后，仍然能够通过BCH校验，所以不能单独校正北斗卫星星历中的字的极性。

每个子帧由若干字组成，第一个字中包含了一组固定的数据，称为帧同步码或帧头，例如ICD所定义的北斗的帧同步码为“11100010010”。根据帧头的极性校正子帧的极性，若接收到的帧同步码为“11100010010”，则说明该子帧为正极性；若接收到的帧同步码为“00011101101”，则说明该子帧为负极性，此时需要将整个子帧中的字的极性全部取反。

由于单个字不能自我校正极性，所以只能以子帧为单位，根据帧头的极性校正子帧内的字。如果子帧帧头之后的某个字发生了错误，那么该错误字后续的字极性就有可能发生翻转。此时这些字虽然BCH校验通过，但是解调出来的数据却是错误的，所以传统的处理方法是按照子帧为单位收集星历数据，即要求整个子帧中所有的字都正确。

当卫星信号质量较好时，误比特率很低，可以得到完整的子帧，进而得到完整的星历，因此可以快速利用星历数据解算卫星位置，进而定位。但是当卫星信号较弱时，解调的误比特率很大，接收机长时间不能收到一个完整、无错误字的子帧，继而无法得到完整的星历，所以接收机长时间不能定位。

另外，北斗导航数据的编码格式，决定了每个子帧只能依靠帧头的极性调整该子帧数据的极性。一旦子帧中某个字发生了错误，该错误可能是由于接收机跟踪环路失锁造成的解调数据错误，接收机再次跟踪稳定后，可能与之前的数据相位发生了翻转，所以后续的解调出的数据极性也会随之翻转，并且该翻转无法通过字的校验进行校正。

根据ICD定义，北斗星历数据的更新周期为1个小时，因此在更新周期内，接收机可重复收到多个内容一致的星历数据。每一套星历数据发生错误字的位置是随机的，所以通过对比多套星历数据，可以修正错误的字，拼凑出一套完整的星历数据。但是北斗电文由于每个字不能自我校正极性，所以传统的拼凑方法不能直接应用到北斗星历数据的收集中。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够在弱信号下，检测电文正确性，收集电文数据的北斗星历收集方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种高灵敏度的北斗星历的收集方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种北斗星历收集的方法，其特征在于，采用卫星导航接收机跟踪一颗或多颗北斗卫星信号；所述信号包括北斗卫星星历数据，所述北斗卫星星历数据由页、帧、子帧、字组成，一套北斗卫星星历数据的内容在一段时间内保持不变，并循环播发；所述卫星导航接收机持续接收并对多个相同子帧的北斗卫星星历数据进行校正和收集，得到正确、完整的北斗卫星星历数据。

其中，卫星导航接收机能够解调卫星信号上调制的导航数据。

优选地，所述卫星导航接收机包括一个或多个跟踪通道以连续跟踪一颗或多颗北斗卫星信号。

优选地，所述北斗星历数据包括D1类型和D2类型，D1类型星历历时30秒，由3个子帧组成，每个子帧包括10个字；D2类型星历历时30秒，由10个子帧组成，每个子帧包括5个字。

优选地，一套北斗星历在更新周期内，北斗星历数据内容保持不变，并循环播发。

相比一套北斗星历数据的持续时间30秒，北斗星历的更新周期较长，如1小时。