[发明专利]一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法

权利要求书

1.一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)构建BOC信号码跟踪环路结构；

码环跟踪首先复制一个伪码，此伪码与接收信号的伪码相位一致，然后将复制伪码和接收信号进行相乘相关，就可将信号中的伪码剥离；

码跟踪环路在码NCO信号驱动下，同时生成本地PRN码和BOC码，并利用本地PRN码和本地BOC码同时跟踪输入信号，并将两路信号累加值送至码相位鉴别器，鉴相结果用于驱动NCO累加器；

数字中频信号先和复制的本地载波相乘，产生同相和正交相的采样数据，本地载波所产生的信号幅度可由I和Q分量的矢量和计算出来，相位角可由码环鉴相器确定；

闭环工作时，载波NCO由载波跟踪环路控制，使用锁相环时，载波跟踪的主要目的是消除本地载波和接收卫星信号之间的载波相位差，本地载波和接收卫星信号之间的相位差，会使I和Q路矢量产生非零相位角，载波跟踪环可检测和校正此相位角的大小和方向，当锁相环锁定时，I信号达到最大，Q信号几乎为0，本地载波是在数字中频上跟所有卫星信号及噪声进行混频，I信号和Q信号与接收卫星信号的载波相位是一致的，实现了载波剥离；混频器输出的I信号是热噪声和本地数字正弦信号之积，Q信号是热噪声和本地余弦信号之积，信号仍然在噪声中淹没，码剥离之后，信号变为基带信号，可解调出导航电文；

(2)建立码相位误差鉴别器；

BOC信号的自相关函数为：

BOC信号与PRN码的互相关函数为：

由式(1)和式(2)可知：BOC信号的两个副峰值出现在-0.5和+0.5码片的地方，归一化的幅度为0.5，BOC与PRN互相关函数的两个峰值也出现在-0.5和+0.5处；

由式(1)和式(2)构建相关函数如式(3)所示：

式中：为BOC信号的自相关函数；为BOC/PRN的互相关函数，β为修正因子，修正后可使BOC信号经过滤波后变得平滑，适当的调整β值可获得较好的性能，不同β值主要反映在相关函数的负峰上，当β值增大时，负峰也增大，β的取值对整体性能影响不大；当β取值为0.6时，BOC自相关的副峰峰值为主峰峰值的25％，而当β取值为1时，副峰峰值为主峰峰值的12％，在降低副峰的同时，自相关函数相关峰的宽度并未增加，继续维持了BOC信号高精度测距；

由上相关函数功率可知，运用经典的迟/早门算法，推导新的鉴别算法，由式中，I和Q分别表示同相支路和正交支路，下标E和L表示码元的提前和滞后，可得：

若没有频率误差和外部干扰,则得到：

式中，d为码相关空间,P为信号功率，β为修正因子；

综上所述，式(5)是信号跟踪中的码相位误差鉴别器，该鉴别器只有1个准确的跟踪点，避免当输人信号的载噪比较大时容易引起误跟综。

2.如权利要求1所述的一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法，其特征在于：所构建的BOC信号码跟踪环路结构和式(5)所表达的信号跟踪中的码相位鉴别器，该鉴别器只有1个准确的跟踪点，该鉴别器能够降低或消除副峰，同时还保留了窄距的自相关峰值。