[发明专利]一种新型卫星导航信号的质量评估方法

说明书

本发明提供了一种新型卫星导航信号的质量评估方法，对导航信号的各个支路信号分别进行捕获、跟踪和解调处理，计算接收信号合成功率谱偏差，计算各支路分量的相关损失、S曲线过零点偏差、鉴相曲线斜率偏差以及信号分量间载波相位偏差，然后将实测信号的分析结果与其接口规范控制文件公布的指标进行比对，判断接收信号各项指标是否符合设计要求。本发明针对新型GNSS导航信号调制方式，提出了一套较完善的卫星导航信号质量评估方法，能够及时发现卫星生命周期中各种不可预料的异常情况，从而保障卫星导航系统的高可靠服务性能。

技术领域

本发明涉及一种卫星导航信号处理方法。

背景技术

作为全球卫星导航系统(GNSS)、地面运控以及用户终端之间的唯一接口，卫星导航信号的潜在性能直接决定了GNSS的PNT(定位、导航和授时)服务性能极限。如果卫星播发的导航信号本身存在缺陷，则即便是卫星系统的其它环节设计再优，整个导航系统在定位、测速、授时性能、抗干扰能力以及与其它系统的兼容与互操作性等关键性能上仍存在难以弥补的不足。对卫星播发的下行信号质量进行监测评估，可以实时评估导航系统服务性能，能够在系统试验期间给系统设计者提供可信的调试依据，从而保障卫星导航系统的完好性及可靠性。

近年来随着卫星导航系统的飞速发展，为了能够在最大程度上满足用户越来越高的需求，美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和我国的北斗等各大卫星导航系统分别对其导航信号进行了现代化改进，于是出现了一批以BOC调制及其衍生方式为主的新型导航信号。相比传统卫星系统的BPSK或QPSK调制的导航信号，新型GNSS导航信号虽然有着众多优点，然而新信号的多路复用方式及宽带特性也进一步增加了信号设计及实现过程中的复杂性。导航信号在星上产生到信号发射和传播的整个过程中，任何故障或异常都可能导致播发的导航信号波形产生畸变，最终会导致接收机跟踪过程中相关峰曲线出现异常，从而对不同跟踪环路和不同鉴相器的接收机产生不同程度的跟踪误差和测距误差，严重情况下会对GNSS的PNT性能产生致命影响。

纵观国内外现有的导航信号质量评估方法，主要是针对GNSS传统BPSK或QPSK调制信号，而且传统方法已经比较成熟和全面，然而针对新型信号评估方法研究成果较少。目前对新型信号质量评估主要集中在时域波形和相关域两大方面，其中时域波形分析主要包括基于国际民航组织(ICAO)采取的传统BPSK信号畸变模型的扩展TMA/TMB/TMC模型；相关域分析主要是针对实测信号与本地复现测距码之间的相关曲线对称性、相关损失及S曲线过零点偏差方面的分析。目前我国北斗三号全球系统、Galileo系统以及GPS现代化系统均采用新体制导航信号，相比传统调制方式，新信号带宽更宽、调制方式更加复杂，这势必会对链路的幅度平衡性、各分量间相位关系、射频兼容性、宽带增益平坦度、宽带群时延平坦度、放大器非线性等诸多面提出了更高的要求，因此针对新型导航信号质量的评估将具有重要的科学研究价值和现实意义。然而目前国内外对于新信号的评估方法研究方面，缺少通用解析模型以及系统全面的分析方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种针对新型GNSS卫星导航信号质量评估的方法，通过对频域的合成功率谱偏差、相关域的相关损失/S曲线过零点偏差/鉴相曲线斜率偏差、调制域的信号分量间载波相位偏差方面的深入分析，全面反映GNSS新型导航信号质量情况，从而为我国北斗全球导航卫星系统的信号设计和建设运行提供有价值的参考和技术支撑。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一，利用增益大于50dBi的接收导航卫星下行信号；信号经过低噪声放大器和接收通道后，到达同步数据采集设备；

步骤二，对导航信号进行数据采集，采样频率大于等于250MHz，采样位数大于等于14位，采样结果存储到数据磁盘阵列；