[发明专利]一种GNSS信号的矢量和标量混合跟踪方法及跟踪环路

说明书

本发明属于导航接收机设备研制领域，涉及一种GNSS信号的矢量和标量混合跟踪方法及跟踪环路。GNSS信号依次经过接收机中的天线、射频前端、AD转换器后转变为数字中频信号；本地载波生成装置NCO产生同相信号和正交信号；本地信号生成装置产生导频支路和数据支路本地伪码，分别与数字中频信号进行相乘混合；相关器分别对混合信号进行相关处理；鉴别器对相关值进行鉴别处理；对各个通道中鉴别器输出结果进行处理，获得精度更高的频率误差估计结果和精度值；接收机中的任意通道中的DUKF装置获得本地信号载波频率估计参数，输出至本地载波生成装置NCO，用于更新频率控制字。本发明具有较好的信号重捕获性能，降低了算法的计算复杂度。

技术领域

本发明属于导航接收机设备研制领域，具体涉及一种GNSS信号的矢量和标量混合跟踪方法及跟踪环路，其可运用在卫星导航系统中接收终端类设备的研制中。

背景技术

随着卫星导航系统发展，新一代导航信号将逐渐为用户提供服务，针对新一代导航信号中含有多路导航信号，如导频支路和数据支路，对不同支路的信号，其相干积分可以设计的不同，以提高信号的跟踪性能。目前GNSS信号的载波跟踪方法主要有两类，一类是基于标量跟踪环路(STL:Scalar Tracking Loop)的载波跟踪方法,另一类是基于矢量跟踪环路(VTL:Vector Tracking Loop)的载波跟踪方法。STL方法对每颗卫星进行独立跟踪，该方法计算复杂度低，易于接收机实现，VTL方法对所有可见卫星进行联合跟踪，对弱信号有较强的跟踪能力，可以快速实现信号的重捕获，提高可用性，但计算复杂度相对较高。

发明内容

针对新一代导航信号中导频和数据支路的特点，结合现有STL和VTL两种不同跟踪方法的特点，本发明提供了一种用于复合GNSS信号的矢量和标量混合跟踪环路(HTL：Hybrid Tracking Loop)及跟踪方法。通过利用双速率卡尔曼滤波器(DUKF：DualUpdate-rate Kalman Filter)将STL和VTL组合在一起构成HTL的信号载波跟踪方法。为实现上述目的，具体技术方案如下：

一种GNSS信号的矢量和标量混合跟踪方法，包括以下步骤：

步骤1，GNSS信号依次经过接收机中的天线，射频前端，AD转换器后变为数字中频信号r(t)；

步骤2，接收机有N个跟踪通道，每个跟踪通道中的处理方法相同，对于任意跟踪通道i中的本地载波生成装置NCO(Numerically Controlled Oscillator，缩写NCO)，其生成频率控制字为的两路信号，分别为同相载波信号和正交载波信号t表示时间，i＝1,2,…,N，N为正整数，具体为：

步骤3，接收机跟踪通道i中的本地信号生成装置包括数据支路信号生成装置和导频支路信号生成装置，数据支路信号生成装置接收同相载波信号和正交载波信号分别与数据支路本地伪码c_d(t)相乘，产生数据支路的本地同相信号和正交信号导频支路信号生成装置接收同相载波信号和正交载波信号分别与导频支路的本地伪码c_p(t)相乘，产生导频支路的本地同相信号和正交信号信号称为本地复制信号，具体为：

步骤4，接收机跟踪通道i中的相关器进行相关处理，用于将本地复制信号分别与数字中频信号r(t)相乘后的混合信号进行相干积累，设相干积分时间为T_c，对任意通道i，输出相关值为其中下标k表示跟踪环路中第k个跟踪历元，每个历元对应的时长为T_c，故输出信号的积分区间为(k-1)·T_c到k·T_c，具体结果如下：