[发明专利]一种惯性信息辅助卫星信号跟踪环路处理方法

说明书

本发明属于卫星接收机基带信号处理领域，涉及一种利用惯性信息辅助卫星接收机跟踪环路处理方法；本发明利用惯导输出的加速度信息辅助卫星接收机跟踪环路，来减小载波跟踪环路的动态应力误差，从而可以减小跟踪环路等效噪声带宽，也可以实现长时间的相干积分，即可降低环路热噪声误差，提高了环路对于低载噪比信号的跟踪性能。本发明对惯性信息辅助下的卫星信号跟踪环路实现形式进行了公开，主要包括惯性信息环路辅助量计算、环路滤波器阶数、环路滤波器带宽、环路滤波器实现结构以及环路滤波器的切换应用形式，在提高卫星接收机跟踪动态性能的同时，提高接收机灵敏度。

技术领域

本发明属于卫星接收机基带信号处理领域，涉及一种利用惯性信息辅助卫星接收机跟踪环路处理方法。

背景技术

惯性导航系统以自主、隐蔽性强、全天候、抗干扰、输出信息量大、输出信息实时性强等突出优点，已成为航空、航天、航海、陆地导航及大地测量等领域不可缺少的重要组成部分，但其高精度会随时间增长而降低。

卫星导航系统(GPS、GLONASS、北斗等)是一种高精度的导航定位系统，可以给用户提供经度、纬度、高度、速度以及时间等信息，在军事领域和民用领域得到了广泛应用。但由于信号易受干扰和载体高动态这两方面的局限性都会导致用户设备无法正常获取卫星信号，因而不能产生定位信息，这很大程度上局限了卫星导航系统的应用。

组合导航是采用两种或两种以上导航系统，形成的性能更高、安全性和可靠性更强的导航方式。惯性导航系统和卫星导航系统在性能上具有很强的互补性，将两者组合不仅可以充分发挥各自的优势，而且随着组合程度的加深，惯性/卫星组合系统的总体性能要远远优于各独立系统。利用卫星导航系统的长期稳定性与适中精度，来弥补惯性导航系统的误差随时间传播或增大的缺点，同时再利用惯性导航系统的短期高精度来弥补卫星导航接收机在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号等的缺点，提高卫星导航的动态性能和抗干扰能力和卫星的重新捕获能力，从而实现完整的高精度、高可靠性、高稳定性、高适用性、持续全天候的导航，广泛应用于海、陆、空、天各领域，包括导弹、飞机、轮船、车辆、机器人等的导航。目前松散、紧密这两种组合模式应用较为广泛。然而，随着高速飞行器、先进飞航导弹等对高精度、高可靠性、高稳定性、高适用性导航性能的需求，深组合逐渐成为惯性/卫星组合系统的最具发展前景的技术。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种利用惯性信息辅助卫星接收机跟踪环路处理方法，实现卫星接收机在高动态环境下和弱信号环境下的稳定跟踪，在提高卫星接收机跟踪动态性能的同时，提高接收机灵敏度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明的目的在于提供一种利用惯性信息辅助卫星接收机跟踪环路处理方法，包括以下步骤：

步骤一、在无惯性信息辅助情况下，采用传统跟踪环路；

在存在惯性信息辅助情况下，采用惯性辅助载波跟踪环路；传统跟踪环路和惯性辅助载波跟踪环路的切换，由有无惯性信息决定；

步骤二、将惯导输出的载体加速度信息作为惯性辅助信息，加速度信息换算为每一颗跟踪卫星的视距加速度；

步骤三、每一颗视距加速度信息作为惯性辅助信息用于载波二阶跟踪环路；

步骤四、在惯性辅助形式下，二阶载波跟踪环路等效噪声带宽进行压缩；

步骤五、在惯性辅助形式下，二阶载波跟踪环路采用长预检测积分时间。

进一步，所述视距加速度的计算公式为：

式中：为卫星加速度矢量，为用户加速度矢量；f为信号频率，c为光速；

其中：