[发明专利]导航信号接收机和接收方法

说明书

技术领域

本申请涉及导航信号接收机和接收方法，具体涉及宽带二进制偏移载波类调制信号的接收机和接收方法。

背景技术

GNSS用户接收机通常同时跟踪多颗卫星发射的导航信号，估计每颗卫星的信号传播延迟，并与卫星的星历信息结合起来计算用户的位置和时间信息。对信号的传播延迟估计越准确，接收机得到的用户位置和时间信息就越准确。

以GPS系统L1CA为代表的传统的导航信号采用BPSK调制方式。BPSK信号由伪码和载波两部分组成(不考虑导航电文)。随着GPS系统的现代化，以及Galileo系统和BDS系统的建设，新一代导航信号采用性能更优的宽带二进制偏移载波类调制信号，包括BOC，AltBOC，ACEBOC，TD-AltBOC，TMBOC和CBOC等调制信号。这种调制信号通过在传统BPSK信号的基础上引入副载波实现频谱分裂。

图1示出了BOC调制信号的示意图，如图所示，BOC信号由伪码、副载波和载波三部分组成，可以表示为：s(t)＝c(t)sc(t)cos(2πf_ct+θ₀)，其中c(t)表示为伪码，sc(t)表示副载波，f_c表示载波频率，θ₀表示载波初始相位。副载波可以表示为：sc(t)＝sign(sin(2πf_st))，其中f_s表示副载波频率。如果副载波频率f_s＝m×1.023MHz，伪码速率f_code＝n×1.023MHz，BOC信号表示为BOC(m,n)，其调制阶数定义为k＝2m/n。

图2示出了BOC调制信号功率谱的示意图，如图所示，BOC调制信号功率谱成分裂状态，其两个主瓣分别位于载波中心频率的两侧。图3示出了BOC调制信号自相关函数的示意图。如图所示，BOC信号的自相关函数具有多峰的特点，其峰值个数等于2k-1。而传统BPSK信号的自相关函数只有一个峰值。在接收信号的过程中，通常要求接收机能够稳定地锁定在自相关函数的主峰上，否则将出现很大的估计偏差。因此，如果仍然采用传统的方法接收宽带BOC类信号，那么接收机可能错误地锁定在其自相关函数的某个副峰上。这就是宽带BOC类信号的误锁问题。

针对这一误锁的问题，M.S.Hodgart等人提出了DET(Double Estimator Tracking)方法，参考国际申请PCT/GB2007/003050。DET方法在传统的BPSK环路结构中增加了一个副载波环跟踪副载波，并估计副载波的传播延迟。在DET方法中，码环和副载波环之间会相互影响，即码环跟踪误差会给副载波跟踪带来偏差，副载波跟踪误差也会给码环跟踪带来偏差。而且，当BOC阶数较高时，由于卫星发射带宽受限，接收端的副载波将不能视作方波，因此，在DET方法中，本地参考信号采用方波将降低跟踪性能。此外，DET方法不适合副载波为复信号的情况，如AltBOC调制信号。

发明内容

本申请的目的是提供一种宽带二进制偏移载波类调制信号的接收机和接收方法。

根据本申请的一个方面，公开了一种导航信号接收机，该导航信号为宽带二进制偏移载波类调制信号，所述接收机包括跟踪单元，所述跟踪单元包括：上边带相关处理器，通过上边带本地参考信号对所述导航信号进行相关处理，获得包含导航信号延迟信息的上边带相关值；下边带相关处理器，通过下边带本地参考信号对所述导航信号进行相关处理，获得包含导航信号延迟信息的下边带相关值；以及估计器，将所述包含导航信号延迟信息的上边带相关值与所述包含导航信号延迟信息的下边带相关值进行组合，获得伪码延迟估计、副载波延迟估计和载波延迟估计。

根据本申请的另一个方面，公开了一种导航信号接收方法，该导航信号为宽带二进制偏移载波类调制信号，所述接收方法包括：通过上边带本地参考信号对所述导航信号进行相关处理，获得包含导航信号延迟信息的上边带相关值；通过下边带本地参考信号对所述导航信号进行相关处理，获得包含导航信号延迟信息的下边带相关值；以及将所述包含导航信号延迟信息的上边带相关值与所述包含导航信号延迟信息的下边带相关值进行组合，获得伪码延迟估计、副载波延迟估计和载波延迟估计。

附图说明

图1示出了BOC调制信号的示意图。

图2示出了BOC调制信号功率谱的示意图。

图3示出了BOC调制信号自相关函数的示意图。

图4示出了现有技术的接收机的示意图。