[发明专利]一种快速收敛的自适应伪码延迟锁定环路

权利要求书

1.一种快速收敛的自适应伪码延迟锁定环路，包括本地伪码产生器(1)、相关器(2)、鉴相器(3)、环路滤波器(7)和数控振荡器(8)；其特征在于，还包括牵引时间计时器(4)、平滑滤波器(5)和环路参数控制器(6)；

本地伪码产生器(1)用于根据本地伪码时钟生成间隔不超过半个码片的超前、即时和滞后三组本地伪码序列，并将超前和滞后两组本地伪码序列发送至相关器(2)；

相关器(2)用于将载波剥离的I支路数字信号分别与超前和滞后两组本地伪码序列相乘并在一定时间内积分，将载波剥离的Q支路数字信号分别与超前和滞后两组本地伪码序列相乘并在一定时间内积分，得到I、Q支路的超前和滞后两组相关结果，将超前和滞后两组相关结果发送至鉴相器(3)；

鉴相器(3)用于分别对I、Q支路的超前和滞后两组相关结果进行相位差异分析，得到本地伪码序列与卫星信号的相位差异，将相位差异分别发送至平滑滤波器(5)和环路滤波器(7)；

平滑滤波器(5)用于对相位差异进行平滑滤波，得到稳定的相位误差结果，将相位误差结果发送至环路参数控制器(6)；

牵引时间计时器(4)用于在环路参数控制器(6)的控制下开启或关闭，还用于在开启时完成从环路同步开始的时间累积，将时间累积结果发送至环路参数控制器(6)；

环路参数控制器(6)用于建立环路噪声带宽参数查找表，并根据时间累积结果和相位误差结果从表格中选择噪声带宽参数对环路滤波器(7)进行设置；

环路滤波器(7)用于对相位差异进行滤波，得到本地伪码与卫星信号之间的相位偏差，将相位偏差发送至数控振荡器(8)；

数控振荡器(8)用于利用环路滤波器(7)输出的相位偏差，调整本地伪码NCO控制字，产生本地伪码时钟，将本地伪码时钟发送至本地伪码产生器(1)。

2.根据权利要求1所述的一种快速收敛的自适应伪码延迟锁定环路，其特征在于，环路参数控制器(6)包括环路带宽查找表(601)、初始牵引控制器(602)和自适应带宽控制器(603)；

环路带宽查找表(601)用于选择N个环路带宽预选值，记为B_L1、B_L2、…、B_LN；并对每个环路带宽预选值进行环路滤波器(7)的参数计算，将计算结果以表格的形式进行存储；所述的N≥4；

初始牵引控制器(602)用于在环路初始时控制牵引时间计时器(4)开启，并设定初始牵引时间T；当牵引时间计时器(4)的时间累积结果小于T时，从环路带宽查找表(601)中选择噪声带宽B_Lstart进行环路滤波器(7)的参数计算，并设置环路滤波器(7)；还用于当牵引时间计时器(4)的时间累积结果大于T时，关闭牵引时间计时器(4)；所述的B_Lstart≥30Hz；所述的初始牵引时间T大于等于平滑滤波器(5)的初始化时间且大于等于带宽为B_Lstart的环路滤波器(7)完成一次震荡的时间，其中B_Lstart为环路带宽预选值中的最大值；

自适应带宽控制器(603)用于在牵引时间计时器(4)关闭后，利用平滑滤波器(5)输出的相位误差结果，依据误差大带宽宽和误差小带宽窄的原则，从环路带宽查找表(601)中实时地选择噪声带宽进行环路滤波器(7)的参数计算，并设置环路滤波器(7)。

3.根据权利要求2所述的一种快速收敛的自适应伪码延迟锁定环路，其特征在于：环路带宽查找表(601)中环路带宽预选值按照从小到大的顺序排列，且任意两个相邻环路带宽预选值的差异大于等于30％，即B_L(k-1)×130％≤B_Lk，其中，B_L(k-1)和B_Lk分别为排序后的第k-1个和第k个环路带宽预选值；且预选值中的最大值大于等于30Hz，最小值小于等于5Hz。

4.根据权利要求2所述的一种快速收敛的自适应伪码延迟锁定环路，其特征在于，自适应带宽控制器(603)中利用平滑滤波器(5)输出的相位误差结果δ，从环路带宽查找表(601)中实时选择的噪声带宽B_Lk满足以下条件：

a)当δ＞0.02时，噪声带宽为B_Lk的伪码延迟锁定环路在信号稳定跟踪后，鉴相器(3)输出的相位差异的2σ误差小于δ；且平滑滤波器(5)输出的鉴相误差收敛到小于δ的时间小于等于100ms；

b)当δ≤0.02时，噪声带宽为B_Lk的伪码延迟锁定环路在信号稳定跟踪后，鉴相器(3)输出的相位差异的2σ误差小于等于0.02；其中，B_Lk为第k个环路带宽预选值。