[发明专利]基于低轨卫星的接收机跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法。该方法包括：利用低轨卫星在不同频段播发导航抗干扰增强信号；接收机利用导航抗干扰增强信号进行初始定位；接收机利用导航抗干扰增强信号获取当前可见GNSS卫星的导航电文，并获取相对于当前可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；接收机根据多普勒频移和伪码相位的估计值进行信号捕获和信号跟踪；在接收机进行信号跟踪时，采用频率锁定环作为载波跟踪环。本发明的接收机跟踪方法在跟踪阶段利用低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号的可见GNSS卫星的导航电文和高稳定度时频基准的辅助作用，采用频率锁定环作为载波跟踪环进行信号捕获，能够显著提高接收机在跟踪阶段的灵敏度和抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标、速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，全球导航卫星系统不仅是国家安全和经济的基础设施，也是体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志，全球导航卫星系统主要包括全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、格洛纳斯(GLONASS)和伽利略卫星导航系统(Galileo Satellite NavigationSystem，GALILEO)，上述系统的基本组成部分包括空间部分(卫星等)，地面控制部分(主控站、注入站和监测站等)和用户部分(接收机和导航仪等)；目前卫星导航定位技术已基本取代了地基无线电导航、传统大地测量和天文测量导航定位技术，并推动了大地测量与导航定位领域的全新发展。

在信号接收方面，无论在民用还是军用领域，由于导航卫星信号频率分布比较集中，很容易受到干扰，GNSS信号的接收环境日益恶劣；在民用领域，随着各种通信系统和无线数据传输系统的不断增加，电磁环境愈加复杂，尽管这些系统本身可能不在GNSS频段内，但信号的互调产品和带外传输都有可能对GNSS信号的接收造成干扰；另外，在城市峡谷地带，多径干扰则一直是阻挡GNSS接收机发展的关键因素；在军事领域，随着各国集团对导航在战争中重要性的认识日益加深，“导航战(NAVWAR)”的概念应运而生，导航战的核心为：在阻止敌军使用卫星导航系统的同时，保证己方部队有效地利用该系统，即导航的干扰与抗干扰技术。目前，对卫星信号的干扰可以分为压制干扰和欺骗式干扰，压制干扰为通过播发与卫星信号频率相近和强度很大的干扰信号，使接收机不能获取卫星的实际发射的有效信号，从而使接收机无法正确捕获和跟踪卫星的信号；欺骗式干扰为发射与GNSS信号各方面特性相同但内容虚假的信号，使得接收机获得虚假信息，以造成干扰。因此，研究接收机的抗干扰技术，提高导航定位的准确性是GNSS相关技术中的一个重要方面。

现有的抗干扰技术主要有时域处理方法、频域处理方法、以及阵列天线处理方法，但这些方法都是从接收机自身信号处理的角度提高其抗干扰性能，技术成本高，且仅能用于提高单台接收机的抗干扰性能；此外，目前还通过将低轨卫星与GNSS系统结合，利用低轨卫星播发改正数的方法来提高接收机的定位精度，但该方法无法提高接收机自身的抗干扰能力和灵敏度。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法。

为此，本发明公开了一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法，所述方法包括：

利用低轨卫星在不同频段播发导航抗干扰增强信号；

接收机利用导航抗干扰增强信号进行初始定位；

接收机利用导航抗干扰增强信号获取当前可见GNSS卫星的导航电文，并获取相对于当前可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；

接收机根据多普勒频移和伪码相位的估计值进行信号捕获和信号跟踪；