应用于bpsk信号的抗多径接收方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星导航技术领域，特别涉及一种应用于BPSK信号的无模糊抗多径 接收方法。
【背景技术】
[0002] 多径是卫星直达信号经过周围物体的反射进入接收机天线造成的，由于难以通过 建立数学模型、差分等方式消除，多径已成为目前卫星导航系统定位的主要误差源之一，造 成的误差可达米级，直接影响卫星导航系统的定位精度。目前卫星导航接收机一般采用码 相关参考波形技术来消除多径误差。码相关参考波形技术通过在本地生成一系列的参考波 形来构造出较为理想的伪码鉴相函数。传统的参考波形包括W2波形、W3波形、W4波形等， 能够有效抑制中远距离延迟的多径信号，但在多径抑制方面，与最优伪码鉴相函数仍有较 大差距。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述已有技术的不足，提出一种用于BPSK信号的抗多径接 收方法。本发明设计出一种新的参考波形，与传统的参考波形相比，该波形构造出的鉴相函 数有更好的抗多径性能。
[0004] 本发明的技术方案是： 一种应用于BPSK信号的抗多径接收方法，包括以下步骤： 51 :将接收到的卫星导航信号经相位旋转并分路，分别得到两路正交的信号&(()和 zq(t)； 52 :根据伪码相位信息在接收机本地生成复制信号Z(〖)，Z(〖）分别与和&(〖)相 关、累加，得到仏，其计算公式为：
其中T为积分累加时间（下同)，e为时延(下同）； 根据伪码相位信息生成参考信号r(()。该波形信号由3个基本矩形波组成，前2个基 本矩形波幅度均为1，宽度均为Ai，第3个基本矩形波宽度为A2，幅度为-A/A2，如附图 2所示。r⑵分别与&⑵和&⑵相关、累加，得到/种'其计算公式为：
53 :根据步骤S2中得到的心、仏、4'通过以下公式得到伪码鉴相函数，计算公式为： t/( e )=Jp{z)Jw{z) +QP(z)Qw(z) S4 :循环进行步骤S2至S3,实现BPSK信号伪码的跟踪过程。
[0005] 作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述伪码相位信息由码鉴相器得到。
[0006] 作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述参考波形信号r(()由参考波形生成模 块根据伪码相位信息生成，且组成参考波形的3个基本矩形波宽度可调。
[0007] 作为本发明的进一步改进，步骤S2中，T的取值可调，典型值为1ms。
[0008] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为： 本发明通过一种新的参考波形信号，构造出抗多径性能优良的伪码鉴相函数，当基本 矩形波宽度满足A V A 2>1时，其抗多径性能优于传统的参考波形。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明方法的原理框图。接收的信号与本地载波NC0模块生成的同相和反 相载波信号相乘，得到剥离载波后的基带信号，基带信号分别与本地BPSK信号和本地参考 波形信号进行相关、积分、累加，得到的结果送至伪码鉴相器和载波相位鉴别器。伪码鉴相 器和载波相位鉴别器根据输入的累加结果计算伪码相位和载波相位。本地载波NC0模块根 据载波相位生成新的载波信号，用于载波剥离。本地伪码生成器根据伪码相位生成新的本 地复制信号，参考波形生成器根据伪码相位生成新的参考波形信号。
[0010] 图2是本发明提出的参考波形信号的基本组成波形图形。基本波形信号由3个基 本矩形波组成，前2个基本矩形波幅度均为1，宽度均为A i，第3个基本矩形波宽度为A 2， 幅度为A2。
[0011] 图3是根据一段扩频码生成的参考波形示意图。基本参考波形均在码片边缘处产 生，其符号与其右侧部分所在码片的符号一致。
[0012] 图4是BPSK信号中，A 0.25个码片宽度、A 2为〇. 125个码片宽度，前端带宽 为16. 368MHz时，本发明的伪码鉴相函数图形。
[0013] 图5是BPSK信号中，本发明A 0.25个码片宽度、A 2为〇. 125个码片宽度，W2 波形宽度为1个码片宽度，窄相关的早-迟采用〇. 5个码片宽度，前端带宽为16. 368MHz时 的多径误差包络对比图。
[0014] 图6是BPSK信号中，本发明A 0.25个码片宽度、A 2为〇. 125个码片宽度，W2 波形宽度为〇. 5个码片宽度，积分时间T为lms，跟踪环路带宽为1Hz，前端滤波器带宽为 16. 368MHz时的伪码跟踪误差方差对比图。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，但不构成对本发明的限制。
[0016] 如图1至图6所示，本实施例的应用于BPSK信号的无模糊参考波形接收方法，包 括以下步骤： 步骤S1:将接收的卫星导航信号经相位旋转并分路，分别得到两路正交的信号 和&⑵； 步骤S2 :本地伪码生成器根据伪码鉴相器得到的伪码相位信息生成本地复制信号 Z⑵分别与^⑵和&⑵相关、累加，得到仏，计算公式为
其中T的数值一般选取为lms ; 本地参考波形生成模块根据伪码鉴相器得到的伪码相位信息生成参考波形信号r")。 基本参考波形信号在每个扩频码的码片边缘处产生。r(()分别与和相关、累 加，得到口 ％计算公式为
步骤S3 :根据步骤S2中的4、必、7^仏得到伪码鉴相函数，计算公式为： ￡/( e ) = /D( e ) /r( e )+QP{t)Qw{e ) 循环进行步骤S2和步骤S3,实现BPSK信号的跟踪过程。
[0017] 尽管上面是对本发明具体实施方案的完整描述，但是可以采取各种修改、变体和 替换方案。这些等同方案和替换方案被包括在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应 该被限于所描述的实施方案，而是应该由所附权利要求书限定。
【主权项】
1. 一种应用于BPSK信号的抗多径接收方法，其特征在于，包括以下步骤： 51 :将接收到的卫星导航信号经相位旋转并分路，分别得到两路正交的信号Α.(?)和 zq(t)； 52 :根据伪码相位信息在接收机本地生成复制信号Ζ(?)，Ζ(?)分别与Α.(?)和&(〖)相 关、累加，得到仏，其计算公式为：其中T为积分累加时间（下同)，ε为时延(下同);根据伪码相位信息在接收机本地生成 参考波形信号r(i)，r(i)分别与ζ,.(?)和&(?)相关、累加，得到%其计算公式为：53 :根据步骤S2中得到的4、必、^心通过以下公式得到伪码鉴相函数，计算公式为： ￡/( ε ) = Ip{ Z ) Z ) + Qp{z)Qw{z) · 厶、必用于载波环跟踪； 54 :循环进行步骤S2至S3,实现BPSK信号伪码的跟踪过程。2. 根据权利要求1所述的应用于BPSK信号的抗多径接收方法，其特征在于，在步骤S2 中，所述伪码相位信息由码鉴相器得到。3. 根据权利要求3所述的应用于BPSK信号的抗多径接收方法，其特征在于，步骤S2 中，所述参考信号r(i)由参考波形生成模块根据伪码相位信息生成。4. 根据权利要求1所述的应用于BPSK信号的抗多径接收方法，其特征在于，在步骤S2 中，参考波形信号的基本波形由3个基本矩形波组成，前2个基本矩形波幅度均为1，宽度均 为A1，第3个基本矩形波宽度为Δ2，幅度为-Δ/Δ^ Δ^Ρ Δ 2宽度均可调。5. 根据权利要求1或2所述的应用于BPSK信号的抗多径接收方法，其特征在于，步骤 S2中，T取值可调，典型取值为lms。
【专利摘要】本发明公开一种应用于BPSK信号的抗多径接收方法，包括以下步骤：将接收到的卫星导航信号经相位旋转并分路，分别得到zi(t)和zq(t)，根据伪码相位信息生成本地复制信号X(t)，X(t)分别与zi(t)和zq(t)相关、累加，得到IP和QP；根据伪码相位信息生成参考波形信号W(t)，W(t)的基本波形信号由3个基本矩形波组成，前2个基本矩形波幅度均为1，宽度均为Δ1，第3个基本矩形波宽度为Δ2，幅度为-Δ1/Δ2。W(t)分别与zi(t)和zq(t)相关、累加，得到IW和QW；S3：根据步骤S2中得到的IP、QP、IW、QW，通过公式d(ε) = IP(ε)IW(ε) + QP(ε)QW(ε)得到伪码鉴相函数；S4：循环进行步骤S2至S3，实现BPSK信号伪码的跟踪过程。本发明的方法能获得比W2波形更好的抗多径性能。
【IPC分类】G01S19/22, G01S19/30
【公开号】CN104898133
【申请号】CN201510298073
【发明人】刘哲
【申请人】刘哲
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月4日