[发明专利]基于GPS L1信号/L5信号的拓展宽窄相关器

说明书

一种基于GPS L1信号/L5信号的拓展宽窄相关器，包括：依次连接的第一估计单元、第二估计单元和第三估计单元，其中：每一个估计单元均会对给出一个估计值，该相关器根据码延迟估计值，经三次估计输出对上一时刻码延迟误差的估计值。本发明通过两种信号天然的高低码率特点，实现不同间隔相关器的结合，在保证系统鲁棒性的前提下，提高跟踪精度，并实现抗多径性能的提升。

技术领域

本发明涉及一种导航领域的技术，具体涉及一种利用多频点信号提高城市环境下导航信号跟踪精度、鲁棒性和抗多径性能的相关器。

背景技术

GNSS是覆盖全球的自主地利空间定位的卫星系统，码跟踪环作为信号跟踪的重要一环，在城市环境下易受到信号遮挡和多径等的影响，造成精度下降甚至失锁。相关器为码跟踪环的组成部分，用于对当前的跟踪误差做出估计。传统的宽窄相关器是广泛使用的一种相关器，利用一组宽相关器和一组窄相关器的组合，达到了抗多径的效果，噪声水平却因此扩大。当下导航信号丰富，GPS，Galileo，BDS(北斗卫星导航系统)等众多导航星座均播发了多个频段的信号，不同频段的信号因码率、能量、调制方式的不同在精度、鲁棒性上存在差异。当下多频信号在定位解算中已被广泛应用，在跟踪环路中却依然相互独立。本发明通过多频信号在跟踪环路上的结合将有利于不同信号的优势融合，提高跟踪的精度鲁棒性。

发明内容

本发明针对现有跟踪算法未能有效利用高低码率信号联合跟踪的优势，且存在城市环境下跟踪精度和鲁棒性难以兼顾的背景，提出一种基于GPS L1信号/L5信号的拓展宽窄相关器，通过两种信号天然的高低码率特点，实现不同间隔相关器的结合，在保证系统鲁棒性的前提下，提高跟踪精度，并实现抗多径性能的提升。

所述的城市环境是指：地形复杂，高楼、高架桥等障碍物众多的环境，对信号遮挡频繁，且易反射信号形成NLOS或多径现象，从而很难保证高精度和较好鲁棒性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于GPS L1信号/L5信号的拓展宽窄相关器，包括：依次连接的第一估计单元、第二估计单元和第三估计单元，其中：每一个估计单元均会对给出一个估计值，该相关器根据码延迟估计值，经三次估计输出对上一时刻码延迟误差的估计值。

所述的第一估计单元接收码延迟估计值输出码延迟误差第一次估计值δτ₁和L1信号即时支路相关值P^L1，该第一估计单元包括：L1相关器和鉴相器，其中：L1相关器接收码延迟估计值，以一个码片作为早、晚支路间隔生成三组本地信号，即：早支路、即时支路、晚支路；将三组本地信号分别与接收信号进行相关，通过10ms相干积分得到早、即时、晚支路相关值(E^L1，P^L1，L^L1)，其中即时支路相关值输出；鉴相器采用早减晚鉴相器(NormalizedEarly minus Late Envelop)，根据早、晚支路相关值计算得到鉴相值δτ^L1，作为第一次估计值δτ₁＝δτ^L1输出。

所述的第二估计单元接收第一估计值δτ₁、L1即时支路相关值P^L1和前N个时刻的码延迟误差第三次估计值δτ₃[k-l]，l＝1…n(其中N为滑移平均窗口大小，k为当前时刻)，输出码延迟误差的第二次估计值δτ₂，该第二估计单元包括：L1信号载噪比估计器、窗口大小估计器以及滑移平均窗口，其中：L1信号载噪比估计器根据1s内的L1即时支路相关值估计得到L1载噪比C/N₀^L1；窗口大小估计器以L1载噪比从对照表中得到窗口大小N；滑移平均窗口根据窗口大小将前N个时刻的第三次估计值与本时刻的第一估计值进行平均，作为第二次估计值输出。