[发明专利]一种极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，所述极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法包括：

实时接收各北斗卫星的导航信号；

针对任一北斗卫星的导航信号，根据前一时刻所述北斗卫星的位置、接收机的位置、前一时刻导航信号的传输时间及当前时刻与前一时刻的时间间隔，采用线性插值法确定当前时刻所述导航信号从北斗卫星到接收机的传输时间；初始时刻北斗卫星的位置及导航信号的传输时间预先确定；

根据所述传输时间确定所述导航信号的多普勒频率；

根据所述多普勒频率，将所述导航信号的载波擦除，得到载波擦除信号；

采用网络增强系统信息，将所述载波擦除信号的导航信息擦除，得到导航擦除信号；

根据所述导航信号的扩频码周期，将所述导航擦除信号分成多个信号块，并将多个信号块进行相干累加，得到累加信号；

将所述累加信号的扩频码擦除，得到复信号；

基于多频电离层闪烁模型，对卡尔曼滤波器的状态空间公式进行优化，得到优化卡尔曼滤波器；所述多频电离层闪烁模型为采用多元自回归模型，根据北斗B1C、B2a及B1I频率上传输的样本信号，对电离层闪烁分量的幅度和相位进行建模得到；

采用所述优化卡尔曼滤波器对所述复信号进行滤波，得到当前时刻的跟踪信号。

2.根据权利要求1所述的极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，所述根据所述传输时间确定所述导航信号的多普勒频率，具体包括：

根据所述传输时间，确定当前时刻所述北斗卫星的运行速度；

根据当前时刻所述北斗卫星的运行速度，确定所述导航信号的多普勒频率。

3.根据权利要求2所述的极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，采用以下公式，确定所述北斗卫星导航信号的多普勒频率：

其中，为导航信号的多普勒频率，I为接收机到北斗卫星的单位方向矢量，V^SV为当前时刻北斗卫星的运行速度，为接收机时钟频率偏移估计。

4.根据权利要求1所述的极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，所述根据所述多普勒频率，将所述导航信号的载波擦除，得到载波擦除信号，具体包括：

根据所述多普勒频率确定所述导航信号的多普勒频移；

根据所述多普勒频移确定所述导航信号的载波；

将所述导航信号的载波擦除，得到载波擦除信号。

5.根据权利要求1所述的极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，采用以下公式，将多个信号块进行相干累加，得到累加信号：

其中，w[n]为累加信号，L为扩频码周期的数量，z[n+kN]为第kN个信号块，N为每个信号块中的样本数量，n代表离散信号。

6.根据权利要求1所述的极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，所述将所述累加信号的扩频码擦除，得到复信号，具体包括：

提取所述累加信号的符号，得到二进制序列；

将所述二进制序列与所述累加信号相乘，得到复信号。

7.根据权利要求1所述的极端电离层异常下的多频开环接收机跟踪方法，其特征在于，所述多频电离层闪烁模型为：

其中，ρ_s,k为第k个样本信号的幅度，θ_s,k为第k个样本信号的相位，q为多频电离层闪烁模型的阶数，Γ_i为多元自回归模型的增益系数集合，κ是一个常数，ρ_s,k-i为第k-i个样本信号的幅度，θ_s,k-i为第k-i个样本信号的相位，e_ρ,k为零均值高斯随机变量，∑_ρ和∑_θ为多元自回归模型的噪声协方差矩阵。