[发明专利]处理偏移载波调制测距信号的方法

说明书

一种处理与具有接近的中心频率的其他信号同步地广播的某种偏移载波调制测距信号的方法。所述方法包括：从多个发射器中的至少一个接收第一无线电导航信号，并从其导出第一OCM信号SA，以及接收与第一OCM信号SA同步广播的第二信号SB，第二信号SB具有与第一OCM信号SA相同或接近的中心频率。所述方法还包括产生组合相关性值YC，组合相关性值YC对应于组合信号SC与第一OCM信号的副本的相关性，组合信号SC得自于第一OCM信号SA与所述第二信号SB在所述接收器处的相干组合。所述方法还包括基于组合相关性值YC导出测距信息。第二信号SB可以包括以下中的一个：(i)OCM信号和(ii)BOC信号。两个信号分量的组合可以在相关性操作之前或之后进行。当被测距接收器采用时，该技术在以下领域中提供了改进的性能：信号采集和重新采集，尤其减小了侧峰采集的可能性；精细采集和跟踪；减小或消除了码误锁的可能性。

技术领域

本发明涉及卫星无线电导航信号，并且更具体地涉及一种用于处理偏移载波调制测距(ranging)信号的方法和接收器。

背景技术

通过使用诸如GPS之类的系统，卫星导航已成为社会与经济的关键因素。全球导航卫星系统(GNSS)涉及无线电导航信号向(通常但非排他地，地基)接收器的发送，无线电导航信号在接收器处被处理并用于测距目的，或计算位置、速度、时间(PVT)分辨率。

许多现代全球导航卫星系统(GNSS)信号对使用了偏移载波调制(OCM)的复合码分多址(CDMA)信号进行广播。这些信号结合了不同数量的基带分量和一系列子载波。示例包括：(i)通过正弦波子载波调制的二进制相移键控(BPSK)基带信号，得到OCM信号，(ii)通过方波子载波调制的BPSK基带信号，得到二进制偏移载波(BOC)信号，以及(iii)使用正弦波子载波的正交相移键控(QPSK)信号。一般来说，这些信号表现出在中心频率处功率很小而位于信号中心频率两侧的两个主瓣包含了大部分信号功率的对称功率谱密度(PSD)。

这种谱形加上基带CDMA分量的自相关性质，产生了可以提供高精确度测距的信号。这样的信号的自相关函数通常是陡峭的，并且表现出许多过零点。由于由这些信号提供的测距精确度与信号自相关函数直接相关，因此这些信号通常被调谐为在围绕零偏移点的附近具有高斜率。然而，这需要付出代价，这通常在接收器在初始信号采集阶段中以及在强多路条件(涉及反射信号)占优势时经历困难的情况下很明显。

由于从每个卫星广播许多GNSS信号，因此偏移载波调制信号的中心频率与(a)尚未利用子载波调制的或(b)已利用低频子载波调制的第二信号一致是屡见不鲜的。

为了展示处理偏移载波调制信号的挑战，现在将参照图1至图5(现有技术)来讨论示例OCM信号配置。

出于例示目的而选择的特定信号为使用方波子载波的OCM，通常被称为BOC调制，具有(2.5 x 1.023)Mcps的原码率和(15 x 1.023)MHz的余弦相位子载波率。以BOCc(15,2.5)表示的复合调制具有分别在图1和图2中描绘的归一化PSD和自相关函数。

具体地，感兴趣的信号(在接收器的天线处所接收的无线电导航信号的下转换且数字化的版本)被表示为sA(t)，其被如下建模：