[发明专利]一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法

说明书

本发明公开了一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法。首先给出了BOC信号码跟踪环路结构，该环路在码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。其次，建立BOC信号码跟踪相位误差鉴别器，给出了鉴别器公式，该鉴别器只有一个准确的跟踪点,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，既保持了BOC调制信号的体制优势，也没有造成太大的能量损失。本发明为卫星导航接收机BOC信号码跟踪提供了有效方法。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，涉及卫星导航信号接收系统，尤其涉及一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法。

背景技术

卫星导航在现代社会生活中的应用越来越广泛，导航信号在有限的共享波段里变得越来越拥挤，为解决此问题，BOC调制方法应运而生。BOC调制方法定位精度高、抗干扰性能强，但BOC调制信号同时具有多峰值特性，会在接收机跟踪信号的过程中，出现模糊性的问题，使得导航接收机锁定在错误的码相位上，为使信号接收机对BOC导航信号进行更好的同步，对BOC导航信号码跟踪环路得设计就显得非常必要。

传统的BOC导航信号码跟踪环路得相位鉴别器会有模糊的问题或使主峰宽度增加而降低跟踪精度的问题，影响其跟踪性能，而本发明码跟踪环路的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，既保持了BOC调制信号的体制优势，也没有造成太大的能量损失，各方面优势比较明，本文提出了一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种卫星导航BOC信号码跟踪环路设计方法，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，由此实现了载波剥离；但是由于没有进行码剥离，因此混频器输出的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，需等到码剥离之后，信号才变为基带信号，才可解调出导航电文；

(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：