一种弱信号卫星导航系统的位同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星导航定位技术领域，更具体的，是一种用在弱信号卫星导航定位 接收机上的位同步技术。
[0002] 技术背景
[0003] 接收端进行卫星定位需要进行几个过程，首先要对卫星进行捕获，通过对可能存 在的卫星信号进行频率和码相位捜索，确定真实的卫星信号；然后把对应卫星的码相位和 多普勒频率传递到跟踪部分对卫星信号进行持续的跟踪处理；接收机成功跟踪卫星信号 后，一方面会输出卫星的码相位和多普勒频率来进行伪距的生成，得到卫星和接收机的空 间距离；另一方面则需要进行导航电文的解调，获取卫星的轨道和位置参数，然后结合空间 伪距，最终完成位置和速度解算。
[0004] 在卫星导航接收机实现定位的过程中，导航电文的同步和解调是至关重要的部 分，而位同步则是导航电文同步和解调的基础。卫星信号除了载波和导航电文信息外，还经 过了伪随机码调制，伪随机码的周期为1ms，而导航电文的码率为50bps，因此一个导航电 文比特包含了 20个伪随机码周期。接收机通过捕获和跟踪后，便完成了对伪随机码的同步 过程，该时候1ms的伪随机码已经对准，接下来则需要找到ms之间的翻转点，也就是导航电 文的比特边沿，该个过程就是位同步。只有实现了位同步，接收机才能准确掌握准确的比特 位置，从而进行帖同步操作，最终准确解调出导航电文数据，进而完成定位。
[0005] 位同步的效果不但会影响长时间相干积分的效果，而且会直接影响导航电文的解 调的准确度；而位同步的速度也是接收机定位时间的一个关键因素，因此采用一种准确而 且高效的位同步方法是卫星导航接收机必须考虑的问题。一般常用的位同步方法包括传统 的直方图法，K-P法等。传统的直方图方法通过统计不同位置ms间的符号变化来确定最终 比特边沿，具有实现简单，在强信号下准确度高等特点。但在弱信号情况下或者信号强度变 化较快的环境下，由于该方法只考虑了ms相干积分值间的符号跳变，所W位同步的准确度 会降低很多。而K-P法是通过比较不同位置作为起沿的20ms相干积分累加和，把其中最大 的位置作为比特边界。该方法在弱信号环境下准确度相比直方图有较大的提高。但该种方 法由于是统计20ms的能量，在强弱信号交替的环境下并不能很准确反映ms之间的具体能 量差异。因此如果能采用一种实现简单，能体现ms间积分能量差异的位同步方法具有很高 的实际意义。
【发明内容】
[0006] 为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明提供一种快速和准确判别比特边沿位 置的弱信号卫星导航系统位同步方法， 本发明的技术方案详细如下： 一种弱信号卫星导航系统的位同步方法，用于卫星导航定位接收机上的位同步，其特 征在于，包括w下步骤： (1) 待导航定位接收机跟踪稳定后，W20ms为周期，连续读取跟踪通道I支路输出的每 1ms的相干积分值，然后按照1~20的顺序进行循环编号； (2) 对于每个相干积分值，用当前1ms相干积分值减去前1ms相干积分值，将结果取绝 对值后，按照当前1ms的编号进行分组累加； (3 )W20ms为周期，对每个输入的1ms相干积分值进行步骤（2 )的操作，完成多个比特 周期，使得比特位连续不变化的概率降到设定的可接受的水平后，得到对应编号1~20的 20个积分累加值； (4) 从20个积分累加值中找出最大的积分累加值和相应的信号强度，并记录其对应的 编号；把其余的19个积分累加值求平均，得到一个平均噪声累加值和噪声强度； (5) 根据步骤（4)所得到的信号强度和噪声强度的比值判断同步是否成功，如果所得比 值满足条件，则认为位同步成功，输出当前最大积分值位置对应的编号即为比特跳变边沿； 若条件不满足，则按照（2)~（3)的步骤再处理一个20ms的比特周期，然后按照步骤（4)求 出一个新的最大积分累加值和平均噪声累加值，重复步骤（5)，直到条件满足，位同步完成。
[0007] 优选的，在对相干积分值编号为1与前1ms相干积分值的处理为：当前编号为1的 时候，由于循环性，其前一个相干积分值为上一个处理周期的第20个编号的相干积分值。
[0008] 优选的，假设当前1ms相干积分值为' (巧，前一个1ms的相干积分值为k:(k- 1) ，后一个1ms的相干积分值为！s(k^i)，将当前1ms积分值与前1ms积分值求差，然后取绝 对值，按照当前1ms编号进行分组累加，然后待下一个1ms的到来，W此循环，当前编号上的 积分累加值如公式1所示：
【主权项】
1. 一种弱信号卫星导航系统的位同