本发明涉及一种消除boc调制信号自相关函数边峰的方法，能够应用于现代卫星导航系统调制信号跟踪同步的技术领域，也能用于卫星导航精确定位、测量等技术领域。
背景技术：
二进制偏移载波(binaryoffsetcarrier--boc)调制信号因其具有很好的频谱分离特性，使其在新一代的全球卫星导航系统如gps(globalpositionsystem)、galileo和北斗系统中受到了广泛的应用。与传统卫星导航系统所使用的bpsk(binaryphaseshiftkey)调制方式相比较，boc信号的频谱和gabor带宽更宽，克服了频谱混叠，从而可以充分利用频谱资源，实现频段共享和相互隔离，频谱分离，且boc调制信号跟踪定位精度更高，抗多径能力更强。
然而boc信号也存在着一个无法回避的缺点，boc信号自相关函数(auto-correlationfunction--acf)除了主峰之外还存在着多个边峰，boc信号自相关函数的多峰性容易导致boc信号捕获跟踪时锁定在边峰上，造成跟踪误差，最终造成较大的测量误差。而且boc信号的边峰数量随着调制阶数的增加而增加，接收机在同步过程中很容易误锁到其相关函数的边峰上，增加了捕获跟踪的难度。为了更好地解决这一难题，近些年针对boc调制信号也提出了一些消除boc信号模糊度的方法，其中比较有代表性的有：“bump-jump”方法，通过当前输出与超前、滞后输出相比较来判定当前输出是否跟踪到最大的峰值，然而该算法对于边峰较少的情况较适用，而且一旦发生错锁，就会需要很长的时间来纠正。“bpsk-like”算法，将boc信号的2个频谱边带进行滤波合成后形成一个与bpsk信号的自相关函数形状相同的单峰相关函数，该方法能够完全消除boc信号自相关函数的边峰，但丧失了boc信号在高精度跟踪方面的优势。还有一类是边峰消除法，边峰消除方法是一类基于相关函数组合消除boc信号模糊度的方法，该类方法是使用合成相关函数的思想，组合这些互相关函数来生成一个无模糊跟踪的新相关函数，比较典型的有自相关旁瓣消除技术(auto-correlationside-peakcancellationtechnique--aspect)、scpc(sub-carrierphasecancellation)方法、rz码波形方法。aspect技术中码跟踪环路中的码产生器中分别产生boc复现信号与prn(pseudorandomnoise)信号，分别于接收到的boc信号进行相关运算，再用boc自相关函数与boc/prn互相关函数作差，从而消除boc自相关函数的边峰，解决boc信号跟踪的模糊问题，虽然实现简单灵活，但只适用于boc(n，n)信号。副载波相位消除方法(scpc)，scpc方法使用同相和正交两路本地码来获得无模糊相关函数，通过在接收机构造相互正交的两路本地辅助信号，然后进行平方相加，得到类似bpsk信号曲线的无模糊相关函数，然而这种方法结果与bpsk-like方法相同，其结果形状与bpsk-like方法所得相关函数比较类似，该方法与bpsk-like方法具有相同的缺陷。rz码波形方法通过分解altboc信号副载波以得到相互对称的新副载波信号，然后与接收信号进行相关运算，进而相加相乘，得到无边峰的相关函数，该方法虽然实现了无模糊跟踪，但其使用了大量的相关器，硬件实现复杂，而且大大降低了主峰的幅值，从而影响了抗互相关干扰能力。
技术实现要素：
本发明针对boc调制信号自相关函数存在多个边峰的问题，提供一种能够在保持boc自相关函数主峰宽度的前提下,消除boc调制信号自相关函数边峰的方法，以解决boc信号的捕获模糊性问题。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种消除boc调制信号自相关函数边峰的方法，其特征在于包括如下步骤：首先，根据二进制偏移载波boc调制信号原理，构建boc调制信号的泛化扩频符号波形表达式；其次，在本地码生成器构造两路本地参考信号，分别将两路本地参考信号与接收机接收到的boc信号进行相关运算，求解获得两组互相关函数值；最后，根据两组互相关函数值，结合两组互相关函数的对称特性，运用设计的改进相关函数表达式对两互相关函数值进行重构运算，保持boc自相关函数主峰宽度，消除boc调制信号自相关函数除主峰之外的多余边峰，得到无边峰的boc调制信号相关函数。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
本发明通过构建boc调制信号的泛化扩频符号波形表达式，然后本地码生成器设计两路本地参考信号，分别与接收到的boc信号进行相关运算得到两组互相关函数值，最后，结合两组互相关函数的对称特性，采用改进的相关函数表达式对两组互相关函数进行重构运算，从而达到消除boc调制信号自相关函数的边峰，并能够在保持boc自相关函数主峰宽度的前提下,消除了boc信号自相关函数中除了主峰之外的边峰，实现无模糊跟踪。从而解决了现有技术boc信号自相关函数多峰性容易导致boc信号捕获跟踪时锁定在边峰上，造成跟踪误差，测量误差较大的问题，以及boc信号边峰数量随着调制阶数增加而增加，接收机在同步过程中很容易误锁相关函数的边峰上，增加捕获跟踪难度的技术问题。
本发明通过设计两路参考波形，并与接收到的boc信号进行相关运算，再经过对两互相关函数进行重构运算，消除了boc调制信号自相关函数除主峰之外的多余边峰，克服了现有技术需要使用大量相关器，硬件实现复杂，会降低主峰的幅值，影响抗互相关干扰能力的缺陷，很好地解决了跟踪时产生误锁问题，有效地提高了码跟踪的可靠性。
本发明通过设计两路本地参考波形，分别与boc信号进行相关运算得到两组互相关函数，再采用改进的相关函数对两组互相关函数进行运算，从而消除boc信号自相关函数的边峰，对于sine-boc和cosine-boc调制信号均适用，未破坏boc信号高跟踪精度的优势，还可以进行扩展，应用于altboc调制信号无模糊跟踪，且简单易实现。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明消除boc调制信号自相关函数边峰的工作原理流程图。
图2为本发明应用于sine-boc(n,n)信号边峰消除结果的曲线示意图。
图3为本发明应用于cosine-boc(n,n)信号边峰消除结果的曲线示意图。
具体实施方式
参阅图1。根据本发明，首先，根据二进制偏移载波boc调制信号原理，构建boc调制信号的泛化扩频符号波形表达式；其次，在本地码生成器构造两路本地参考信号，分别将两路本地参考信号与接收机接收到的boc信号进行相关运算，求解获得两组互相关函数值；最后，根据两组互相关函数值，结合两组互相关函数的对称特性，运用设计的改进相关函数表达式对两互相关函数值进行重构运算，保持boc自相关函数主峰宽度，消除boc调制信号自相关函数除主峰之外的多余边峰，得到无边峰的boc调制信号相关函数。
消除boc调制信号自相关函数的边峰的具体步骤包括：
(1)根据boc调制信号原理，构建boc调制信号的泛化扩频符号波形表达式。
boc调制信号是在原有二进制相移相键控bpsk(binaryphaseshiftkey)调制的基础上，再调制一矩形副载波对信号进行二次扩频得到boc信号表达式可以表示为：
s(t)＝pc(t)*sign[sin(2πfst+φ)](1)
式中，s(t)表示boc信号，t表示某一时间，p表示信号的幅度，c(t)表示伪码序列，fs表示副载波频率，sign[·]表示符号函数，φ表示正弦信号相位角度，当相位角度φ分别为0°和90°时，boc信号分别表示正弦boc(sine-boc)信号和余弦boc(cosine-boc)信号。
根据boc信号表达式(1)，boc信号的表达形式为boc(fs,fc)，其中：boc信号的副载波频率fs＝m×1.023mhz，扩频码速率fc＝n×1.023mhz，m和n都是基准频率的整数倍数，因此boc信号调制阶数m＝2m/n，boc信号boc信号表达式也可表示为boc(m，n)。
参考boc信号生成原理及boc信号表达式(1)，boc信号s(t)可用泛化符号波形表示为：
式中，ci∈{-1,1}为伪随机码的第i个码片，i为序号，tc指码片周期。
码片周期tc＝1/fc，将扩频符号波形p(t)等分为2m份，每一部分的周期长度为ts＝tc/2m，其中m为调制阶数。因此扩频码符号p(t)可表示为：
式中，脉冲信号的表达式
当boc信号为sine-boc信号时，第k个boc信号的码符号序列
(2)本地码产生器设计两路本地参考信号，两路本地参考信号分别与接收机接收到的boc信号进行相关运算，得到boc信号与两路本地参考信号的两组互相关函数：
式中，
设计两路本地参考波形表达式定义如下：
式中，x＝1,2；cj∈{-1,1}表示伪随机码的第j个码片，j表示序号，tc表示伪码周期，px(t)为第x组扩频符号波形。
第x组扩频符号波形
式中，
式中，d1、d2分别表示维数为2m×1的向量；t表示转置运算。
(3)参阅图2、图3。结合两互相关函数的对称特性，通过设计的改进相关函数表达式对两互相关函数值进行重构运算，从而达到消除boc调制信号自相关函数的边峰。
设计改进相关函数ru(τ)表达式为：
式中，
参阅图2。图2中虚线表示sine-boc信号的自相关函数，实线表示sine-boc信号经本文方法处理之后，消除了原sine-boc信号自相关函数的边峰。
参阅图3。图3中虚线表示cosine-boc信号的自相关函数，实线表示cosine-boc信号经本文方法处理之后，消除了原cosine-boc信号的边峰。