[发明专利]一种MBOC信号相关器联合接收组合系数计算方法

说明书

本发明涉及一种MBOC信号相关器联合接收组合系数计算方法，构建MBOC信号数据/导频相关器联合跟踪定位的整体结构。通过建立联合跟踪精度数学模型，确定最优组合系数。模型预测出幅度比组合方案是MBOC相关器联合接收的最佳组合系数，其次是功率比组合方案，最后是1:1组合方案。实测卫星数据试验结果表明，B1C信号幅度比组合定位精度相对于传统1:1组合提高了2%，相对于功率比组合提升了1.3%；L1C信号幅度比组合定位精度相对于传统1:1组合提高了2.37%，相对于功率比组合提升了1.6%。由于E1OS数据和导频分量特殊的1:1配比方案设计，因此三种组合方案的定位精度相同。建议用户在MBOC信号相关器联合接收中选择幅度比组合方式，可以最大限度地提高组合跟踪精度。

技术领域

本发明属于信号接收技术领域，具体涉及一种MBOC信号相关器联合接收组合系数计算方法。

背景技术

GNSS现代化信号系统的设计在过去几十年中得到了各国军民的高度重视。为了满足各系统之间的兼容性和互操作性，美国、欧盟和中国在其新一代卫星的L1频段设计了一种特殊的信号，MBOC信号。MBOC信号的数据和导频分量的灵活设计提高了导航信号测距和电文解调的精度。然而，如何开发信号的特质和潜力以更好地利用信号对用户来说是有吸引力的，有很多学者提出了联合接收方法，以提高MBOC信号的定位精度，包括相关器联合接收、鉴相器联合接收、滤波器联合接收。这些方法各有优劣，其中相关器联合接收是最节省资源的方式。而传统的“相关器联合接收”直接叠加数据和导频分量的积分结果，这不是最优组合方案。考虑到组合系数会影响接收性能，本发明构建MBOC信号数据/导频相关器联合跟踪定位的整体结构,建立联合跟踪精度数学模型，确定最优组合系数；最后，设计了一个实验平台来验证本文的方法，本发明提出的方法和测试结果为GNSS高精度用户接收机提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种MBOC信号相关器联合接收组合系数计算方法，构建MBOC信号数据/导频相关器联合跟踪定位的整体结构。建立联合跟踪精度数学模型，确定最优组合系数。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种MBOC信号相关器联合接收组合系数计算方法，MBOC信号表示为MBOC（6,1,1/11），对和的功率谱进行加权混合，加权因子（1/11），其特征在于，根据MBOC信号的定义可得到归一化的PSD为

其归一化自相关函数推导出公式：

其中，代表三角函数，其数学表达式如下：

其中代表伪码周期，MBOC调制信号是在 BOC (1,1) 上增加高频率 (6MHz) 的功率。

MBOC(6,1,1/11) 定义在频域，而BOC(n, n)分量和BOC(m, n)分量可以在时域中进行任意复用组合， GPS/QZSS、GALILEO和BDS设计了三种不同的分配方案，根据MBOC三种设计，其时域模型可以写为：

；

；

。

进一步的：MBOC相关器联合接收设计包含跟踪模块和定位模块，所述跟踪模块在数据分量载波中设计科斯塔斯环，导频分量载波中设计有纯锁相环。数字中频信号从载波中剥离后，与早期、即时和滞后的本地复制码相干积分后得到相关积分结果，并对数据分量的相关积分结果和导频分量相关积分结果进行联合；所述定位模块用于电文解算的数据流是由导频分量相关器输出按照数据分量的符号与数据分量相关器输出进行线性组合，所述定位模块用于帧同步的数据流由数据分量相关器输出按照导频分量电文符号与导频分量相关器输出进行线性组合；所述定位模块用于计算伪距的观测值：载波频率、载波相位、码频和码相位是组合信号环路鉴相器输出值。

进一步的：MBOC相关器联合后的超前、即时、滞后积分结果如下，其中组合系数是和