[发明专利]一种载体旋转运动下北斗卫星导航信号的快速位同步方法

说明书

本发明公开了一种载体旋转运动下北斗卫星导航信号的快速位同步方法，方法包括获取北斗导航接收机输出北斗导航信号的每毫秒的相关积分结果；计算每相邻两个相关积分结果的点积和,并对点积和的结果取符号运算得到北斗导航信号中每相邻两个相关积分结果的差分序列；根据北斗导航信号的格式，获取每个电文符号内每毫秒调制的序列C，将每个电文符号内每毫秒调制的序列C对应的差分结果dC作为同步模板；根据同步模板和连续N个电文符号宽度内的差分序列计算同步判决量的最大值；根据同步判决量的最大值，完成北斗导航信号的位同步。相较于目前的基于电文符号跳变的方法，本发明实现位同步所需时间更短，实现信号同步门限更低，而且同步成功率更高。

技术领域

本发明涉及卫星导航接收机设备技术领域，特别涉及一种载体旋转运动下北斗卫星导航信号的快速位同步方法。

背景技术

随着卫星导航接收机在炮弹等载体中的应用，接收机需要考虑载体高速旋转引起的导航信号多普勒变化，传统的导航信号载波相位锁定环路无法实现对高速旋转下的导航信号进行跟踪，因此需要采用频率锁定环路。频率锁定环路只能实现对卫星导航信号载波频率的锁定，无法对信号上调制的电文实现相干解调，因此直接利用信号锁相环中同相支路的相关值实现信号位同步的方法无法适用于频率锁定环路。

当存在跟踪频差的情况下，目前可以用的位同步算法有：差分位同步算法、点积和位同步算法和相干积分功率和位同步算法，其中差分位同步算法对于含有NH码的北斗导航信号，需要改进为长时间差分位同步算法。上述算法均只对电文符号跳变边沿进行检测，并不对一个电文符号内的信号能量进行积累，因此检测性能仅仅取决于发生电文跳变的次数。当电文跳变次数足够多时，算法具有较好的性能，对于bit宽度为20ms的导航信号，当电文发生跳变的概率较小时，位同步所需的时间将会较长。而对于弹载等导航接收机而言，由于载体本身运动时间较短，因此需要导航接收机在较短时间内实现位同步运算。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出一种载体旋转运动下北斗卫星导航信号的快速位同步方法，能够提高同步成功率，减少实现位同步运算的时间。

本发明的第一方面，提供了一种载体旋转运动下北斗卫星导航信号的快速位同步方法，包括以下步骤：

S100、获取北斗导航接收机输出北斗导航信号的每毫秒的相关积分结果；

S200、计算每相邻两个所述相关积分结果的点积和，并对所述点积和的结果取符号运算，得到北斗导航信号中每相邻两个所述相关积分结果的差分序列；

S300、根据所述北斗导航信号的格式，获取每个电文符号内每毫秒调制的序列C，将所述每个电文符号内每毫秒调制的序列C的差分结果dC作为同步模板；

S400、根据同步模板和连续N个电文符号宽度内的差分序列计算同步判决量的最大值；

S500、根据所述同步判决量的最大值，完成所述北斗导航信号的位同步。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

相较于基于电文符号跳变的方法，本方法实现位同步所需时间更短，实现信号同步门限更低，而且同步成功率更高。根据实验结果，在载噪比38dBHz的条件下(导航信号的典型接收载噪比)，仅需要20ms的信号，就可以实现99％以上的同步成功率，而采用基于电文符号跳变的方法，至少需要40ms以上的信号才可以完成信号的同步。

根据本发明的一些实施例，所述N的取值范围为5至10。

本发明的第二方面，提供了一种北斗卫星导航信号的接收终端设备，所述北斗卫星导航信号接收终端设备应用有本发明第一方面所述的载体旋转运动下北斗卫星导航信号的快速位同步方法。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：