118] 其中，所述步骤105在对所述数字信号进行数字下变频时，还对所述数字信号进 行高频信号滤除。
[0119] 其中，所述步骤103射频下变频后在中频进行信号处理，采用中频测量射频的幅 相关系。
[0120] 具体地，上述实施例一所述的装置可以用以执行本实施例二所述的方法，其原理 和技术效果类似，此处不再详述。
[0121] 下面通过实验来验证上述实施例所述装置及方法的效果。
[0122] 本实验中检测设备接收被测系统两路输出信号一路（参考通道）经过衰减器后进 入开关矩阵的通道1，即参考通道，另一路（测量通道）经过衰减器后串入一段相移预先经 过标定的电缆，然后接入开关矩阵的通道2。被测系统所发信号射频频点为2492. 028MHz， 调制方式为BPSK，码片速率为8. 184MHz，扩频序列为m序列。
[0123] 表1为通道的校准数据实测结果；表2和表3分别为0°相位时通道1和通道2的 功率、相位、时延差实测结果。
[0124] 表 1
[0125]
[0126]
[0127] 表1中已经给出了测试仪的校准量，使用该校准量，即可测量预标定电缆串入后 引入的衰减、载波相移和时延。由于通道2测量数据位相对于通道1测量结果进行了归一 化，因此通道1的功率差、载波相位差和时延差均为0 ;通过反复重新测量（共10次），得 到测量通道（通道2)和参考通道（通道1)的功率差、载波相位差和时延差结果共10组如 下：
[0128] 表 2
[0129]
[0130] 然后在整个测试环境不断电的情况下将被测通道串入的电缆由"0° "相位更换为 "+8° "相位。在此基础上通过反复重新测量（共10次），得到测量通道（通道2)和参考 通道（通道1)的功率差、载波相位差和时延差结果共10组如表3所示：
[0131] 表 3
[0132]
[0133]
[0134] 对比表2和表3的平均值，可得出结论：两个预标定相位短电缆本身的衰减都很小 且一致，约为-0. 28dB ;+8度电缆引入的延迟较小，与实际情况吻合（+8度电缆比0度电缆 短）；因为载波相移的测试结果实际上是参考通道相位减去被测通道相位，因此从0度电缆 更换为+8度电缆后，载波相移应该有_8度的变化，实测结果为-8. 7度。
[0135] 然后在整个测试环境不断电的情况下将被测通道串入的电缆由"+8° "相位更换 为"+3° "相位。在此基础上通过反复重新测量（共10次），得到测量通道和参考通道的功 率差、载波相位差和时延差结果共10组如表4所示：
[0136] 表 4
[0137]
[0138]
[0139] 对比表2和表4的平均值，可得出结论：两个预标定相位短电缆本身的衰减都很小 且一致，约为-0. 28dB ;+3度电缆引入的延迟介于0度电缆和+8度电缆之间，与实际情况吻 合（+3度电缆的长度介于0度电缆和+8度电缆之间）；因为载波相移的测试结果实际上是 参考通道相位减去被测通道相位，因此从0度电缆更换为+3度电缆后，载波相移应该有-3 度的变化，实测结果为-3. 86度。同时，由表2、表3和表4的时延测量值可以看出，载波辅 助伪码相位测量得到的时延测量精度在Ips以内，由此可见，载波相位辅助伪码相位测量 伪距对提尚测距精度是有效的。
[0140] 综上所述，应用本发明的装置和方法可以实现多通道测量，提高了伪距测量精度， 使伪距测量精度达到lps，同时，相对于一般的多通道测量，减少了所消耗的资源，降低了设 计的复杂度。
[0141] 以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例 对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替 换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种基于载波相位的多通道伪距测量装置，其特征在于，包括依次连接的衰减器模 块、射频多路开关模块、射频下变频模块、模数转换模块、中频下变频模块、码捕获模块、码 跟踪模块、码相位载波相位解算模块； 所述衰减器模块包括第一衰减器至第n衰减器，n多1，所述第n衰减器用于对被测系 统第n通道输出的信号的功率进行衰减；所述被测系统输出的信号的码片速率为Y; 所述射频多路开关模块用于对被测系统第n通道输出的信号进行时分切换； 所述射频下变频模块用于对输入其中的某一路信号进行射频下变频至中频信号； 所述模数转换模块用于将所述中频信号进行模数转换得到数字信号； 所述中频下变频模块用于对所述数字信号进行数字下变频，得到两路基带信号，包括I路基带信号和Q路基带信号； 所述码捕获模块用于对得到的两路基带信号进行相关运算和相关峰检测，得到相关峰 信号并判决得到捕获标志及当前码相位； 所述码跟踪模块用于产生以捕获后的当前码相位为起始相位的本地码对输入信号进 行跟踪； 所述码相位载波相位解算模块用于计算出伪码测距结果和载波测距结果并得出最终 测距结果。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述码相位载波相位解算模块具体用于： 获取通道i的载波相位0i获取通道i的伪码相位Phase_Codei; 获取通道i的伪码时延差T_delayiQ: T_delayi(l=T_delayi-I^delay。;其中，.，T_delay。为预 设的参考伪码时延； il^delayiSO时，通道i的载波相对相位：C_Delta_0 i(l= 0Q_0i;否贝lj，C_Delta_ 0iQ= 9其中，为预设的参考通道载波相位； 若C_Delta_ 0iQ〈0,则将C_Delta_ 0iQ统一到 0 ~360 周期内： C_Delta_ 0 i0=C_Delta_ 0 i0+360 ； 获取通道i的通道间时延差即可获得最终测距结果，其中通道i的通道间时延差为：其中，T_Delta_PhaSei为载波时延；fs为射频载波频率。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述码跟踪模块包括伪码跟踪环路，所述 伪码跟踪环路包括鉴相器、环路滤波器和码NC0 ; 所述鉴相器用于根据捕获后输出的信号分别和本地对应的PN码的当前路、超前路和 滞后路进行数字匹配滤波得到的相关运算结果进行点积鉴相，并将鉴相结果输入到环路滤 波器； 所述环路滤波器将环路滤波结果输入到所述码NCO,以控制调节本地码的输出码相位 提高跟踪精度，输出跟踪后的当前码相位和I、Q两路的相关峰值。4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伪码跟踪环路为一阶环路。5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中频下变频模块还用于对所述数字 信号进行高频信号滤除。6. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频下变频模块所采用的中频采样 速率为所述被测系统输出的信号的码片速率的非整数倍。7. -种基于载波相位的多通道伪距测量方法，其特征在于，包括： 51、 接收被测系统输出的多路信号，所述多路信号由被测系统的多个通道分别输出；所 述被测系统输出的信号的码片速率为Y; 52、 对接收的多路信号进行衰减并控制所述多路信号按照时分方式进行后续步骤 S2-S6 ； 53、 对某一路信号进行射频下变频至中频信号； 54、 将所述中频信号进行模数转换得到数字信号； 55、 对所述数字信号进行数字下变频，得到两路基带信号，包括I路基带信号和Q路基 带信号； 56、 对得到的基带信号进行伪码捕获和跟踪得到当前码相位及I路和Q路相关峰的结 果，并根据得到的当前码相位和载波相位获取测距结果。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S6包括： 获取通道i的载波相位0 i:获取通道i的伪码相位Fhase_Codei; 获取通道i的伪码时延差T_delayiQ: T_de1ayi(l =T_de1ay 1ay。;其中，，T_de1ay。为预 设的参考伪码时延； il^delayiSO时，通道i的载波相对相位：C_Delta_0 i(l= 0Q_0i;否贝lj，C_Delta_ 0iQ= 9其中，为预设的参考通道载波相位； 若C_Delta_ 0iQ〈0,则将C_Delta_ 0 iQ统一到 0 ~360 周期内： C_Delta_ 0 i0=C_Delta_ 0 i0+360 ； 获取通道i的通道间时延差即可获得最终测距结果，其中通道i的通道间时延差为：其中，T_Delta_PhaSei为载波时延；;fs为射频载波频率。9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S5在对所述数字信号进行数字 下变频时，还对所述数字信号进行高频信号滤除。10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3射频下变频后在中频进行信 号处理，采用中频测量射频的幅相关系。
【专利摘要】本发明提供了一种基于载波相位的多通道伪距测量装置及方法，所述装置包括依次连接的衰减器模块、射频多路开关模块、射频下变频模块、模数转换模块、中频下变频模块、码捕获模块、码跟踪模块、码相位载波相位解算模块。本发明能够实现多通道测距，同时降低了多通道测距所消耗的资源，并提高了测距精度。
【IPC分类】G01S19/24, G01S19/30
【公开号】CN104914453
【申请号】CN201510243309
【发明人】方金辉, 任赛林, 罗婷婷, 张宇, 卜祥元, 周荣花
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月13日