0034] 在步骤S107中，利用步骤S106得到的两种Δ伪距差进行判断伪距观测量的有效 性。将I ΔΡΓα]ω(η) I再与门限T2比较，如果大于门限则流程进入步骤SllO ;否则流程进入 步骤S108。
[0035] 理论上来讲，两种Δ伪距应该相等，但是由于跟踪环路存在噪声，不可能得到准 确的伪距以及载波积分多普勒值，所以二者应该为近似相等。载波跟踪环的跟踪精度比码 环高二至三个数量级。根据步骤S103,可以判定载波跟踪环稳定，即由载波积分多普勒计算 出得ΔΡγ_υ误差小、精度高，如果得到的I APr I较大，则说明码环跟踪不稳定，码 环观测量不可靠。
[0036] 门限T2的设置依赖于所接收到的信号强度的大小，即步骤S102计算出的载噪比 C/N。。根据码跟踪环路噪声分析，环路噪声服从正态分布且标准差为：
[0038] 其中，为环路带宽；D为相关器间距；T _为预检测积分时间；B fe为射频前端带 宽；Te为位码码宽。
[0039] 根据不同信噪比下的环路噪声的方差，可以选取3倍标准差的误差范围。如果 由步骤S102计算出的信噪比为40dB-Hz，则可将门限值1~ 2为2m，如果计算出的信噪比为 25dB-Hz，则可将门限值1~2为6m。具体实际应用时，也可以对门限值T 2根据实际经验进行 调整。
[0040] 如果步骤S106的结果为"否"，则流程进入步骤SllO ;否则流程进入步骤S107。
[0041] 在步骤S108中，首先设定计算累计误差的周期N，一般可以设置成5~20。若 n〈 = N，则将 Δ Prc。CA(n)与前 n-1 次的 Δ Prc。行累加，求出 MUL_A Pr c。CA(n)，即 MUL_ Δ Prc。CA (η) = MUL_ Δ Prc。CA (n-1) + Δ Prc。CA (n);若 n>N，则将 n 置 0,同时将 MUL_ Δ Prc。CA (n) 置〇;
[0042] 在步骤S109中，将由步骤S108得到的MUL_ Δ Pr03 CA (n)再取绝对值与门限MUL_ !；进行比较，如果大于门限，就判断伪距观测量不可靠，流程进入步骤S110,否则进入步骤 Slll ；
[0043] 上述步骤S108主要进行判断单次历元时刻的伪距观测量存在的误差，但是在较 多多路径信号的城市峡谷等复杂环境下，会存在单次历元的误差较小，却存在累积误差的 现象，所以上述步骤S109主要针对观测量中是否存在累积误差的现象进行判断。
[0044] 上述门限MUL_Tn的设置同样依赖于所接收到的信号强度的大小，即步骤S102计 算出的载噪比C/N。。APr ra ω(η)服从均值为〇,方差为〇2的正态分布，则对APr03 ω(η)的 求和得到的MUL_ APrrott (η)同样服从正态分布，并且方差为APrrott (η)的方差的N倍。在 误差允许范围为3倍标准差的情况下，MUL_Tn可以被设置为
-。.具体实际应用时， 也可以对门限值MUL_Tn根据实际经验进行调整。（〇2为方差）门限TpIV^MgMULj n 取决于实际应用的经验值，并且与信号的载噪比有关；载噪比越低，环路噪声越大，门限值 也应适当调大。
[0045] 在步骤SllO中，针对上述步骤S103, S107和S109中观测量被判断为非有效的情 况，进行对上述变量的复位，舍弃该观测量。
[0046] 在步骤Slll中，对每一颗保持跟踪的卫星均进行步骤S102至S109,收集所有在步 骤S109判断有效的卫星信号，输入到定位解算模块，进行接收机位置、速度、时间的解算。
[0047] 在步骤S112,流程结束。
[0048] 图2示出一种实施例用于获得图1中使用的估计接收信号载噪比的方法示意图， 该流程开始于步骤SlOl。
[0049] 在步骤S201中，在跟踪通道中选取一个通道为噪声通道，设置通道跟踪的卫星号 为0,码相位为0,载波频率为无多普效应勒中频。
[0050] 在步骤S202中，对每毫秒的I支路与Q支路相关值取幅值 收集1〇〇〇次
，作为噪底。
[0051] 在步骤S203中，对跟踪通道，在1个比特20ms时间内分别对I支路与Q支路进行
i Is内进行50 次上述步骤，再求平均得到信号幅值
[0052] 在步骤S204中，将所述步骤S202与S203得到的C与N。求商，得到载噪比C/N。。
[0053] 在步骤S103,流程结束。
[0054] 图3示出一种实施实例用于获得图1中载波跟踪锁定检测模块的方法示意图。该 流程开始于步骤S102。
[0055] 在步骤S301中，将一个数据比特20ms长度分成前后两个10ms，I支路的前一个 IOms的累加值为I1GO,后一个IOms的累加值为I2GO，Q支路的前一个IOms的累加值为 Q1 (k)，后一个IOms的累加值为Q2 (k)。
[0056] 在步骤 S302 中，求叉积 Cross = I1 (k) *Q2 (k) -I2 (k) *Q! (k)，以及点积 Dot = I1 (k) *I2(k)+Q1G^Q2GO 〇
[0057] 在步骤S303中，在Is内对Cross与Dot进行50次累加，然后对两个累加值Crossli 与Dot#四象限反正切ATAN2 (Cross K/DotK)，并且与门限T1比较。门限T i的值为15. 5Hz。
[0058] 在步骤S104,流程结束。
【主权项】
1. 一种导航接收机中检测观测量有效性的方法，其特征在于，包括： 51、 信号能量检测模块根据接收到的信号的能量，计算出信号的载噪比； 52、 载波跟踪锁定检测模块判断载波跟踪的稳定性，如果判断结果为"稳定"，则进入步 骤S3,如果判断结果为"不稳定"，则进入步骤S8 ; 53、 观测量收集模块在每一历元提取载波跟踪环的载波多普勒频率观测量以及码跟踪 环的伪距观测量； 54、 利用载波多普勒和伪距两种观测量，分别计算出对应的前后两个历元的伪距差，即 A伪距； 55、 伪距观测量检测模块计算两种A伪距的差值，并与门限比较，判断当前历元伪距 观测量是否正确，如果正确则进入步骤S6、否则进入步骤S8 ; 56、 将当前历元的两种A伪距之差与之前n次历元的两种A伪距之差求和，并与门限 比较，判断伪距观测量是否正确，如果正确则进入步骤S7、否则进入步骤S8 ; 57、 对每一颗保持跟踪的卫星均进行步骤Sl至S6,收集所有进行步骤S6并判断观测量 正确的卫星信号，输入到定位解算模块，进行接收机位置、速度、时间的解算； 58、 当S2判断结果为不稳定或S5判断结果为不正确或S6判断结果为不正确时，进行 对变量的复位，舍弃观测量。2. 根据权利要求1所述的导航接收机中检测观测量有效性的方法，其特征在于，包括： 步骤S2中载波跟踪锁定检测模块判断载波跟踪的稳定性包括，将一个数据比特20ms长度 分成前后两个l〇ms，I支路的前一个IOms的累加值为I 1 (k)，后一个IOms的累加值为I2 (k)， Q支路的前一个IOms的累加值为Q1 (k)，后一个IOms的累加值为Q2 (k);求出叉积Cross = I1GO*Q2(k)-I2(k)*Qi (k)，以及点积 Dot = 1^(10*12(10+Q1G^Q2(k);在 Is 内对 Cross 与 Dot进行50次累加，然后对两个累加值Crossr^ Dot K求四象限反正切ATAN2 (Cross K/DotK)， 并且与门限T1比较，得出判断结果。3. 根据权利要求1所述的导航接收机中检测观测量有效性的方法，其特征在于，步骤 S4中包括以下步骤：在历元n，利用卫星电文中的时间信息和码跟踪环路得到的码相位观 测量，计算出卫星到接收机的伪距Pr raffi(n)，前后两个历元的伪距差即为由码观测量计算 出的A伪距，即APrOTE=P ra]DE(n)-prOTE(n-l);在历元n，利用载波跟踪环路得到的载波 积分多普勒观测量?(n)，计算出接收机的A伪距，g卩APr CARRY=-(?(n) -IF)*A，其中 IF为载波中频频率，A为光的波长。4. 根据权利要求3所述的导航接收机中检测观测量有效性的方法，其特征在于，步骤 S5中伪距观测量检测模块包括以下步骤： 计算两种A伪距的差再求绝对值，g卩I APrracA(n) I = I APrOT^rO-APr^YOi) |，再 与门限T2比较； 如果大于门限，就判定伪距观测量不正确； 如果小于门限，若n〈 = N，则将APrra CA(n)与前n-1次的APrra (^进行累加，求出 MUL_ A Prc。CA (n)，即 MUL_ A Prc。CA (n) = MUL_ A Prc。CA(n-l) + A Prc。CA(n)，再取绝对值与门 限MUL_Tn进行比较，如果大于，就判断伪距观测量不正确；若n>N，则将n置0,同时将MUL_ APr ra eA(n)置0 ;并在下一个历元n+1，重复上述步骤。5. 根据权利要求1所述的导航接收机中检测观测量有效性的方法，其特征在于，噪声 检测通道为一个指定的跟踪通道，设置本地码相位为0,载波频率为中频频率IF，使噪声检 测通道与接收信号没有相关性。
【专利摘要】一种导航接收机中检测观测量有效性的方法，主要包括：S1、计算信号的载噪比；S2、判断载波跟踪的稳定性；S3、在每一历元提取载波跟踪环的载波多普勒频率观测量以及码跟踪环的伪距观测量；S4、利用两种观测量，分别计算出对应的前后两个历元的伪距差；S5、计算伪距差的差值，并与门限比较，判断当前历元伪距观测量是否正确；S6、将当前历元的Δ伪距之差与之前n次历元的Δ伪距之差求和，并与门限比较，判断伪距观测量是否正确；S7、对每一颗保持跟踪的卫星均进行上述步骤，收集所有判断观测量正确的卫星信号，输入到定位解算模块。本发明的方法不需要冗余信息，利用较小的计算量解决了接收机在复杂环境下定位稳定性的问题。
【IPC分类】G01S19/42, G01S19/23
【公开号】CN105044737
【申请号】CN201510374736
【发明人】吴雨航, 赵元富, 孙永刚, 由立华
【申请人】北京时代民芯科技有限公司, 北京微电子技术研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月30日