[发明专利]一种GNSS接收机码相位估计与补偿方法

说明书

本发明属于卫星导航领域，具体涉及GNSS(Global Navigation Satellites System)接收机内部多频多系统伪随机码相位测量值与伪距测量值生成的GNSS接收机码相位估计与补偿方法。本发明运用频谱分析仪对第N个射频前端中频滤波器的幅频特性和相频特性进行测量并记录测量结果，射频中频滤波器的幅频特性和相频特性通过查阅对应的射频前端电路的数据手册得到；在计算机上通过线性系统系统辨识的的方式，得到近似的射频前端中频滤波器的传递函数。本发明自相关曲线拟合以及公共误差的测量主要以软件的方式完成，为整个系统的设计提供了灵活性和便捷性。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，具体涉及GNSS(Global Navigation SatellitesSystem)接收机内部多频多系统伪随机码相位测量值与伪距测量值生成的GNSS接收机码相位估计与补偿方法。

背景技术

全球导航卫星系统能够为用户提供位置、速度、时间信息，并且具有全天候、全球覆盖、实时、连续、高精度、高可靠性、成本低的特点,广泛的应用到民用和军用领域。在定位和导航方面如船舶远洋导航与进港引导，汽车自主导航，飞机航路引导和进场着舰，自动化精准农业，智慧城市与智能交通等；在授时和校频领域如为电力、邮电、通信网络系统提供精确的时间和频率参考；在大地测量领域如机型地壳运动、工程测量、工程形变测量等。

全球一共有四全球大卫星导航系统以及若干区域卫星导航系统，四大全球卫星导航系统分别是中国的北斗卫星导航系统，俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统，美国的GPS卫星导航系统，和欧洲的伽利略卫星导航系统，北斗卫星导航系统和伽利略卫星导航系统正在建设当中；而区域卫星导航系统主要包括日本的准天顶卫星系统(QZSS)印度的印度区域导航卫星系统(IRNSS)。多频多系统的联合导航定位能够提高可视卫星数量、改善卫星几何分布、提高定位测速精度，随着我国北斗卫星导航系统的发展，多频多系统联合定位已经成为卫星导航的发展趋势之一。

对任何卫星导航系统，对GNSS信号码相位的测量精度直接决定了伪距测量的精度，进而影响到定位和授时的精度。然而，影响GNSS接收机测量GNSS信号内码相位的困难会来自两个方面：第一是射频前端的滤波效应，射频前端滤波器使得接受到的码信号发生形变，进而破坏理想的码信号呈现“三角形”的自相关特性，一方面本地码在跟踪接收码的时候会产生公共误差，另一方面基于理想的自相关特性的码相位鉴别器输出的码相位误差包含偏差，不但使得本地码相位不能锁定自相关峰，而且降低了码相位测量精度，进而影响伪距测量精度，这里需要注意的是，不同的GNSS码信号可能经过了不同的射频前端滤波器，因此不同类型的码信号收到的影响是不一样的，因此对应码信号的自相关曲线以及公共偏差是不相等的；第二是噪声效应，GNSS卫星信号中的噪声很难被射频前端滤波器以及相关运算完全滤除，因此基于I/Q相关值的码相位鉴别器很难输出不受噪声干扰的码相位误差。因此，从受到到噪声干扰和滤波效应的接受码信号中准确的提取码相位信息非常重要。

发明内容

本发明目的在于针对估计GNSS卫星信号伪码相位的技术问题，提出一种基于自相关曲线拟合的码相位估计技术，用来克服射频前端滤波效应和噪声带来的对码相位估计的困难的GNSS接收机码相位估计与补偿方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)运用频谱分析仪对第N个射频前端中频滤波器的幅频特性和相频特性进行测量并记录测量结果，射频中频滤波器的幅频特性和相频特性通过查阅对应的射频前端电路的数据手册得到；在计算机上通过线性系统系统辨识的的方式，得到近似的射频前端中频滤波器的传递函数

(2)用软件仿真的形式生成本地生成将要通过该射频滤波器的GNSS伪码信号，卫星号可以任意选择；完成后，让伪码信号通过传递函数为的滤波器，并且记录滤波之后的码和滤波之前的码在时域上的关系；称滤波之后的码为滤波码，滤波之前的码为原始码；