[发明专利]单频多频GNSS接收机跟踪环路自适应切换方法

权利要求书

1.一种单频多频GNSS接收机跟踪环路自适应切换方法，其特征在于，通过GNSS接收机的硬件平台的射频前端采集GNSS数字中频信号，计算得到反映环境变化的指标后与预先设置的门限比较以选择单频跟踪环路或多频跟踪环路进行闭环跟踪；

所述的跟踪环路是指：根据GNSS卫星信号载波频率和码相位的粗略估计值，通过跟踪环路逐步精细对这两个信号参量的估计，同时输出GNSS信号观测值；

所述的反映环境变化的指标是指：多径、遮挡和干扰环境因素对于GNSS信号指标的影响；

所述的GNSS接收机的硬件平台包括：GNSS射频天线、射频前端处理模块、基带数字信号处理模块、定位解算模块和环境指标门限判别器，其中：GNSS射频天线接收所有可见GNSS卫星的信号GNSS卫星信号，将GNSS卫星信号输入到射频前端处理模块中，滤波放大并与本机振荡器产生的正弦波本振信号进行混频而下变频成中频信号，之后经模数转换器将中频信号转变成离散时间的数字中频信号，将数字中频信号输入基带数字信号处理模块，复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，从而实现对GNSS信号的捕获与跟踪，并从中获得GNSS伪距和载波相位以及调节出导航电文，将GNSS伪距和载波相位以及调节出导航电文输入定位解算模块即可实现定位；通过基带数字信号处理模块输出环境变化指标，将输入环境指标门限判别器中，与门限对比，判断在基带数字信号处理模块中采用的跟踪环路种类，即单频还是多频，并将跟踪环路选择结果输入至基带数字信号处理模块中；

所述的单频跟踪环路是指：针对数字中频信号中包含的多个频段信号，每个频段有各自独立的跟踪通道，每个通道有各自的相关器、鉴相器、本地参考信号发生器、环境参数估计器及环路滤波器；

所述的多频跟踪环路是指：针对数字中频信号中包含的多个频段信号，每个频段有各自独立的跟踪通道，每个通道有各自的相关器、鉴相器、本地参考信号发生器、环境参数估计器，每个通道共用一个环路滤波器；

所述的相关器是指：将数字中频信号与本地复制载波混频后，混频结果与本地复制的伪码相关，以此剥离接收信号上的伪码；

所述的鉴相器包括：乘法器，用来鉴别跟踪环路输入信号与输出信号的相位差异；

所述的本地参考信号发生器包括：压控振荡器，基于鉴相器结果产生一定频率的周期振荡信号，通过调整输出信号频率，从而达到使本地复制信号与输入数字中频信号保持一致的目的；

所述的环境参数估计器基于相关器与鉴相器结果输出反映环境变化的指标，包括：载噪比、相位误差；

所述的环路滤波器包括：低通滤波器、卡尔曼滤波器，用于降低跟踪环路中的噪声。

2.根据权利要求1所述单频多频GNSS接收机跟踪环路自适应切换方法，其特征是，所述的射频前端处理是指：通过GNSS天线接收所有可见GNSS卫星的信号，经前置滤波器和前置放大器滤波放大后，再与本机振荡器产生的正弦波本振信号进行混频而下变频成中频信号，最后经模数转换器将中频信号转变成离散时间的数字中频信号。

3.根据权利要求1所述单频多频GNSS接收机跟踪环路自适应切换方法，其特征是，所述的基带数字信号处理是指：通过处理射频前端所输出的数字中频信号，复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，从而实现对GNSS信号的捕获与跟踪，并从中获得GNSS伪距和载波相位测量值以及调节出导航电文。

4.根据权利要求1所述单频多频GNSS接收机跟踪环路自适应切换方法，其特征是，所述的反映环境变化的指标包括：载噪比、相位误差。

5.根据权利要求1所述单频多频GNSS接收机跟踪环路自适应切换方法，其特征是，通过将数字中频信号输入相关器与本地参考信号发生器产生的复现载波信号进行相关运算，产生同向、正交支路的累加结果并进一步输入鉴相器，鉴相器根据各通道的同向、正交支路累加结果获取三个频段上的相位误差，从而实现初始化。