[发明专利]一种实现导航跟踪的方法和装置

说明书

一种实现导航跟踪的方法和装置，包括：导航接收机在跟踪阶段根据上一次本地载波信号的频率和进行滤除噪声处理后的上一次频率差生成本次本地载波信号；导航接收机根据进入跟踪阶段的数字中频信号计算本次载噪比，根据本地载波信号与数字中频信号计算本次频率差；导航接收机根据本次载噪比和本次频率差判断出跟踪环路锁定，根据本次载噪比和本次频率差计算实际环路带宽；导航接收机根据实际环路带宽设置导航接收机的环路滤波器，通过环路滤波器对本次频率差进行滤除噪声处理；导航接收机继续执行根据本次本地载波信号的频率和进行滤除噪声处理后的本次频率差生成下一次本地载波信号的步骤。本发明实施例缩短了环路的锁定时间。

技术领域

本发明涉及但不限于导航接收技术，尤指一种实现导航跟踪的方法和装置。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对导航定位技术的研究跨入了卫星定位时代。为了能够在全球范围内、全天候地提供精确的位置以及速度信息，全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)的概念被提出。GNSS在众多领域有着非常重要的作用，其中包括军事、导航、勘探、监测、测量、通信授时等等，随着近年民用应用的快速发展，在日常生活中GNSS已经逐渐深入，从移动终端、个人电脑、汽车、民用飞机到导弹、战机都离不开卫星导航技术。全球多个国家都在努力发展卫星导航技术，目前存在多个卫星导航系统，不同国家之间既独立竞相发展卫星导航技术又相互兼容系统，形成繁荣的GNSS。

GNSS包括美国的全球定位系统(GPS，Global Position System)，俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)卫星导航系统、欧洲的伽利略(Galileo)卫星定位系统和中国的北斗卫星导航系统(Compass Navigation Satellite System)。其中，美国的GPS是第一个覆盖全球的空间卫星导航系统，其卫星星座共有32颗卫星，采用码分多址(CDMA，Code DivisionMultiple Access)的卫星寻址方式。目前，美国正在加速GPS现代化和第三代GPS的研发工作，在新的GPS卫星中增加L2C和L5两个民用信号及一个军用M码信号。俄罗斯的GLONASS卫星导航系统与GPS原理和功能类似，其卫星星座由24颗卫星组成，采用频分多址(FDMA，Frequency Division Multiple Access)的卫星寻址方式。目前，俄罗斯正在进行GLONASS现代化工作，采用CDMA方式实现与GPS和Galileo卫星定位系统的兼容并且可以提供更多的民用服务。“北斗1号”是中国自主研发的由3颗卫星组成的第一代卫星导航系统，没有测距和测高的功能。正在建设的“北斗2号”是由3颗倾斜同步轨道卫星、27颗中轨道卫星和5颗地球静止轨道卫星组成，可满足全球覆盖的条件，为我国陆地、海洋、空中和空间的各类军事和民用提供多种应用保障。

作为GPS中的核心组成部分，GPS接收机主要的用途就是接收卫星下发的信号，并从中提取出导航电文信息和伪距观测量用于定位解算。因此，在不同的环境下需要设计高性能的基带处理算法来捕获和跟踪接收到的GPS信号，以此获得导航电文信息和伪距观测量。在GPS卫星信号发射端，GPS载波信号上调制有粗/捕获码(C/A码)和导航电文信息。相应地，在GPS接收端，为了从接收到的卫星信号中解调出导航电文信息，GPS接收机需要通过混频技术彻底地剥离数字中频信号(即接收到的卫星信号)中包括多普勒频移在内的载波，并且需要通过C/A码相关运算再彻底地剥离混频后的信号中的C/A码。GPS接收机包括两个环路：载波跟踪环路和码跟踪环路。其中，GPS接收机通过载波跟踪环路不断调整其本地复制的载波，使复制的载波的频率(或相位)与接收到的卫星信号的载波的频率(或相位)保持一致，然后经过下变频混频实现载波剥离。GPS接收机通过码跟踪环路不断调整其本地复制的C/A码，使其复制的C/A码的相位与混频后的信号的C/A码的相位保持一致，然后经过码相关运算实现C/A码的剥离。GPS接收机实现跟踪之后，可获得用于卫星定位的精细的多普勒频移和C/A码的码相位值。