[发明专利]一种基于悲观计数器的卫星导航弱信号检测装置

说明书

本发明公开了一种基于悲观计数器的卫星导航弱信号检测装置,利用悲观计数器的计数值作为输入，用于调整相干积分时间长度，其实现过程简单方便，不会增加任何的复杂度，非常适合工程实现。

技术领域

本发明涉及一种基于悲观计数器的卫星导航弱信号检测装置。

背景技术

弱信号检测和接收是卫星导航接收机设计的关键所在。高灵敏度的卫星导航接收机能够接收高达-160dBm的卫星导航信号。加长相干积分时间是提高弱信号检测质量的关键因素。然而，加长相干积分时间也会导致环路的动态性能变差。在卫星导航设备高速运行状态中，信号的相干积分时间需要越短越好，以实现高动态的信号跟踪。然而，当接收机处于一些特殊环境中，例如山地，峡谷，高楼间时，卫星导航信号非常微弱，又需要通过加长相关积分实现来实现弱信号的检测和接收。因此，在保证环路动态性能基础上，实现弱信号检测和接收，非常有必要的。

由于相干积分时间长度是一个离散变量，因此，比较常见的基于卡尔曼滤波的自适应参数设置方法不再适合相干积分时间长度的自适应调整。目前没有发现针对相干积分时间长度的自适应调整方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于悲观计数器的卫星导航弱信号检测装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于悲观计数器的卫星导航弱信号检测装置，包括：

鉴相器：用于对基带信号的载波相位进行鉴相，并将输出信号送入悲/乐观计数器和环路滤波器；

悲/乐观计数器：用于输出悲观计数器的值到相干积分时间调整模块；

相干积分时间调整模块：用于利用悲观计数器的值计算相干积分时间长度；

环路滤波器：对鉴相器的输出信号进行滤波获得本振频率，其中环路滤波器的参数与相干积分时间长度相关；

数字振荡器：用于调整本振频率，并输出调整后的本振频率。

所述悲观计数器的值的确定过程如下：如果鉴相器输出信号的值小于0.7，悲观计数器清零，乐观计数器加1；如果鉴相器输出信号的值大于0.7，悲观计数器加1，乐观计数器清零。

所述环路滤波器的参数设置如下：

初始加速度估计器系数K₃表达式为：

初始速度估计器系数K₂表达式为：

初始比例支路系数K₁表达式为：

其中，B_n为初始噪声带宽。

环路失锁状态下，初始噪声带宽为B_n＝110Hz；环路锁定状态下，设置初始噪声带宽为B_n＝25Hz。

所述相干积分时间长度T_U计算公式如下：

其中MAX_D为悲观计数器的最大值，若D累加到D＝MAX_D，则环路转为环路失锁状态，将噪声带宽从25Hz变到110Hz，相干积分时间长度变为1ms，直到环路进入再次锁定状态再次更新相干积分时间长度的值；T_D为一个电文数据时间长度。

环路失锁状态下，设置初始相干积分时间长度为T＝1ms；环路锁定状态下，设置初始相干积分时间长度为T＝T_D；当环路从失锁状态进入到锁定状态时，初始相干积分时间长度由1ms变到T_D；当环路从锁定状态进入失锁状态时，初始相干积分时间长度由T_D变到1ms。