一种卫星导航信号牵引中的多普勒参数估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112505730A(43)申请公布日2021.03.16(21)申请号202011338258.4(22)申请日2020.11.25(71)申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所地址050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所卫星导航专业部(72)发明人刘春晓邢兆栋王珏武之风(74)专利代理机构河北东尚律师事务所13124代理人王文庆(51)Int.Cl.G01S19/29(2010.01)G01S19/30(2010.01)G01S19/25(2010.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种卫星导航信号牵引中的多普勒参数估计方法(57)摘要本发明公开了一种卫星导航信号牵引中的多普勒参数估计方法。本发明提出了多普勒参数估计分成千赫兹误差、百赫兹误差、几十赫兹误差三个阶段；可快速缩小信号多普勒误差，给信号跟踪提供精确的多普勒估计参数；并可采用复用模式，降低硬件资源消耗。该方法降低了卫星导航信号捕获多普勒误差范围要求，有利于捕获方法向码相位搜索侧重，适用于卫星导航信号长扩频码信号的接收处理。CN112505730ACN112505730A权利要求书1/2页1.一种卫星导航信号牵引中的多普勒参数估计方法，其特征在于，包括以下过程：(1)设定多普勒误差范围内的码相位误差Error_chip、相干积分时间T_con、千赫兹误差阶段多普勒间隔值Doppler_Kphase、非相干积分时间T_Ncon以及提供给信号跟踪的多普勒间隔值Doppler_Last；(2)根据捕获得到的多普勒误差，计算卫星导航信号不超出码相位误差Error_chip的时间Tset；(3)设定本地混频求和组数N初始值为1；(4)千赫兹误差阶段，将捕获得到的多普勒误差除以千赫兹误差阶段多普勒间隔值，结果向上取整数得到数值NKHz，并计算千赫兹误差阶段处理所需计算时间T1，T1＝NKHz×T_Ncon；(5)百赫兹级误差阶段，在当前数值N下，计算M的最小值，满足Doppler_Kphase/(N×M)<100；得到百赫兹误差阶段的多普勒间隔值Doppler_Hphase＝Doppler_Kphase/(N×M)，并计算百赫兹误差阶段处理所需计算时间T2，T2＝M×T_Ncon；其中，M为自然数；(6)百赫兹内误差阶段，在当前数值N下，计算P的最小值，使得百赫兹内误差阶段的多普勒间隔满足Doppler_cal<Doppler_Last，Doppler_cal＝Doppler_Hphase/(N×P)，并计算百赫兹内误差阶段处理所需计算时间T3，T3＝P×T_Ncon；其中，P为自然数；(7)总计算时间为T_total＝T1+T2+T3，判断是否满足T_total<Tset，若不满足，则N数值加1，返回步骤(4)；若满足，则执行步骤(8)；(8)卫星导航接收机内部生成N组本地混频求和处理模块，千赫兹误差阶段、百赫兹误差阶段和百赫兹内误差阶段分别依次按照各阶段相应的多普勒间隔值，以设定的相干积分时间T_con计算数据累加值，并通过数据处理与控制模块对数据累加值进行功率求和累加，将各阶段得到的数值NKHz、M和P作为迭代次数重复计算，找出每个阶段的功率峰值最大值，该最大值对应的载波频率作为下一阶段的载波频率，最终百赫兹内误差阶段得到的载波频率作为估计的载波多普勒。2.根据前权利要求1所述的一种卫星导航信号牵引中的多普勒参数估计方法，其特征在于，步骤(8)具体包括以下过程：千赫兹误差阶段的处理过程为：(801)计算初始载波频率值，将初始载波频率值设为当前载波频率估计值；其中，初始载波频率值为捕获载波最低频率值+千赫兹阶段多普勒间隔值；(802)计算当前载波频率估计值的NCO控制字值为：(803)根据当前载波频率估计值产生本地载波，根据NCO控制字值产生扩频码数据，将外部输入的N组AD数据与本地载波和扩频码数据相乘，然后累计求和以及功率求和累加，满足非相干累计次数后，进入步骤(804)；(804)将当前载波频率与两倍的当前多普勒误差相加，得到下一个估计的载波频率值，返回步骤(802)，迭代NKHz次后，进入步骤(805)；(805)比较设定次数的功率峰值，找出最大值，将最大值对应的载波频率作为捕获得到载波频率，将捕获得到载波频率作为百赫兹误差阶段的捕获载波最低频率值；执行步骤(806)；2CN112505730A权利要求书2/2页百赫兹误差阶段的处理过程为：(806)计算初始载波频率值；将(805)中得到的捕获载波最低频率值设为当前载波频率估计值；其中，初始载波频率值为当前载波频率估计值+百赫兹误差阶段多普勒间隔值；(807)计算当前载波频率估计值的NCO控制字值为：(808