线，采用二维搜索先粗捕后精捕的方式对可能的可见星进行搜索，获得可见星的粗略相位和频率?目息；
[0046]步骤3、在步骤2获得可见星粗略相位和频率信息的基础上，采用延迟锁定环(DLL)和科斯塔斯锁相环(PLL)对码相位和载波频率进行跟踪，使得本地复制信号和接收到的卫星信号保持一致；
[0047]步骤4、在步骤3稳定跟踪的基础上彻底剥离载波和码，得到Ims相干积分结果；
[0048]步骤5、对步骤4得到的Ims积分结果采用改进直方图的方式实现位同步，找到比特翻转的边沿，图4是位同步结构图，具体步骤为:
[0049][I ]在FPGA中设计基于RAM的深度60宽度20的移位寄存器REG_IP1，用于缓存Ims相干积分的结果共1.2秒，输入信号是Ims积分结果符号位，使能时钟是Ims;
[0050][ 2 ]在FPGA中设计4个基于RAM的深度60宽度I的移位寄存器REG_IP2、REG_IP3、REG_IP4、REG_IP5，用于移位缓存REG_IP1的输出；
[0051 ] [ 3]对上述5个寄存器依次两两进行相关，相关结果记为resultl、result2、result3^Presult4;
[0052][4]对相关结果进行判断，如果^81111:1大于30，且16811]^2、16811]^3和16811]^4等于O，则判定实现位同步，否则判定没有实现位同步；
[0053]步骤6、在步骤5找到比特翻转的边沿之后剥离北斗导航电文中的NH码，具体步骤为:
[0054]a、在 FPGA 中定义参数变量等于 NH 码即 0000_0100_1101_0100_1110;
[0055]b、从比特边沿开始，取当前Ims积分结果一次与NH码相异或，剥离NH码，所得Ims积分结果用于下一步长时间相干积分；
[0056]步骤7、在步骤6完成NH码剥离后，将GPS/BD双系统接收机环路中相干积分时间加长到20ms，输出50bps的信息即是原始二进制导航电文，具体步骤为:
[0057]a、在FPGA中申请如图6所示的移位寄存器；
[0058]b、在步骤5中已经找到比特翻转的边沿、步骤6中已经剥离NH码，如果跳变处在Pl处，则Pl到P20直接累加即可，如果跳变在P2处且存在比特翻转，则P1-P2-P3……-P20进行累加积分，如果跳变在P3处且存在比特翻转，则P1+P2-P3……-P20进行累加积分，如果跳变在P4处且存在比特翻转，则P1+P2+P3……-P20进行累加积分，依次类推。
[0059]步骤8、对步骤7中的二进制导航电文按照导航电文播发格式进行卫星星历参数解调，利用三球交汇原理进行定位解算。
[0060]GPS/BD相干积分提高信号信噪比效果:
[0061 ] 基于以上方法和步骤，首先利用FPGA仿真软件Model Sim进行仿真，与MATLAB仿真对比结果如图5所示，从图中可以看出结果正确。在位同步、剥离NH码的基础上进行相干积分，相干积分实验结果如图7所示，从图中可以看出相干积分可以提高弱信号的跟踪能力。
[0062]综上，本发明针对GPS/BD不同的卫星导航系统，从信号的调制方式入手，研究设计了一种兼容GPS和BD的相干积分方法。采用改进直方图的思想，设定直方图统计结果的门限上限和门限下限，首先找到比特跳变的边沿即位同步，在位同步的基础上剥离MH码，在位同步和NH码剥离后进行长时间的相干积分，提高弱信号的跟踪能力。
[0063]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种兼容GPS/m)双系统卫星导航接收机相干积分方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、对GPS/BD双系统接收机初始化，包括硬件上电复位、软件全局变量和控制字初始化，设置初始相干积分时间Ims; 步骤2、连接GPS/BD双频天线，采用二维搜索先粗捕后精捕的方式对可能的可见星进行搜索，获得可见星的粗略相位和频率?目息； 步骤3、在步骤2获得可见星粗略相位和频率信息的基础上，采用延迟锁定环(DLL)和科斯塔斯锁相环(PLL)对码相位和载波频率进行跟踪，使得本地复制信号和接收到的卫星信号保持一致； 步骤4、在步骤3稳定跟踪的基础上彻底剥离载波和码，得到Ims相干积分结果； 步骤5、对步骤4得到的Ims积分结果采用改进直方图的方式实现位同步，找到比特翻转的边沿，若找不到比特翻转的边沿，则返回步骤4; 步骤6、在步骤5找到比特翻转的边沿之后剥离北斗导航电文中的NH码，若未剥离北斗导航电文中的NH码，则返回步骤5; 步骤7、在步骤6完成NH码剥离后，将GPS/BD双系统接收机环路中相干积分时间加长到20ms，输出50bps的信息即是原始二进制导航电文，若不能输出原始二进制导航电文，则返回步骤6; 步骤8、对步骤7中的二进制导航电文按照导航电文播发格式进行卫星星历参数解调，利用三球交汇原理进行定位解算。2.根据权利要求1所述的一种兼容GPS/BD双系统卫星导航接收机相干积分方法，其特征在于，所述步骤5中对得到的Ims积分结果采用改进直方图的方式实现位同步，具体步骤为: a、定义移位寄存器用于存储Ims相干积分结果，定义一组寄存器变量用于寄存数据相关结果； b、如果第一个寄存器变量大于门限上限，并且其余的寄存器变量小于门限的下限，则认为实现位同步。3.根据权利要求1或2所述的一种兼容GPS/BD双系统卫星导航接收机相干积分方法，其特征在于，所述步骤5中对得到的Ims积分结果采用改进直方图的方式实现位同步，具体步骤为: [1]在FPGA中设计基于RAM的深度60宽度20的移位寄存器REG_IP1，用于缓存Ims相干积分的结果共1.2秒，输入信号是Ims积分结果符号位，使能时钟是Ims; [2]在FPGA中设计4个基于RAM的深度60宽度I的移位寄存器REG_IP2、REG_IP3、REG_IP4、REG_IP5，用于移位缓存REG_IP1的输出； [3]对上述5个寄存器依次两两进行相关，相关结果记为result1、result2、result3和result4； [4]对相关结果进行判断，如果resultl大于30，且result2、result3和result4等于O，则判定实现位同步，否则判定没有实现位同步。4.根据权利要求1所述的一种兼容GPS/BD双系统卫星导航接收机相干积分方法，其特征在于，所述步骤6中剥离北斗导航电文中的NH码，具体步骤为: a、在FPGA中定义参数变量等于NH码即0000_0100_1101_0100_1110; b、从比特边沿开始，取当前Ims积分结果一次与NH码相异或，剥离NH码，所得Ims积分结果用于下一步长时间相干积分。5.根据权利要求1所述的一种兼容GPS/BD双系统卫星导航接收机相干积分方法，其特征在于，所述步骤7中相干积分时间加长到20ms，具体步骤为: a、步骤5实现位同步，找到比特翻转的边沿； b、从比特翻转的边沿开始，取步骤6剥离NH码之后的Ims积分结果再次进行积分累加，当不超过20ms时则不存在比特翻转，超过20ms时则存在比特翻转，能够完全消除比特跳变的影响。
【专利摘要】本发明涉及一种兼容GPS/BD双系统卫星导航接收机相干积分方法，属于多系统卫星导航接收机基带处理技术领域。本发明首先是采用改进直方图的思想，首先找到GPS/BD导航电文的翻转边沿即位同步，在位同步的基础上消除比特翻转的影响，实现更长时间的相干积分。此方法兼容GPS/BD双系统，可以完全规避北斗卫星信号调制NH码的影响，将有效提高信号信噪比，提高GPS/BD卫星导航接收机跟踪弱信号的能力。
【IPC分类】G01S19/37, G01S19/33
【公开号】CN105510938
【申请号】CN201510873873
【发明人】朱龙泉, 李荣冰, 刘建业, 高关根, 岳亚洲, 韩志凤, 沈飞, 周颖
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月2日