导航信号捕获转跟踪方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星导航应用领域，尤其是设及一种导航信号转跟踪码捕获方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 探月S期返回器与服务舱在轨道高度5000km分离，返回器和服务舱分离后，返回 器GI^接收机开机进行快速导航定位应用，接收机定位时间需要小于60s。该导航应用场 景W及快速定位的要求对GI^接收机的导航应用提出了挑战：第一、导航信号动态大。探月 =期返回器W接近第二宇宙速度（11. 2km/s)高速再入返回地球，运将产生大的多普勒动 态范围（108曲Z)，高动态无疑将增加 GI^接收机捜索导航信号的时间，影响接收机快速定 位能力。第二、导航信号功率低。探月返回器轨道高度5000km时，可见导航星数目少，导航 信号的PD0P(Position Dilution Of Precision,位置精度强弱度）差，而PDOP值直接影 响GI^接收机导航定位精度，为降低PDOP值对GI^接收机的影响，需要GI^接收机提高捕 获灵敏度，增加可见导航星数目，改善导航信号的PDOP值。
[0003] 为满足高捕获灵敏度的需求，接收机捕获需增加相干积分和非相干积分时间，提 高捕获灵敏度；为满足高动态的特性需求，接收机需捕获模块需具备大范围捜索能力；为 满足定位时间需要，接收机必须具备导航信号快速捕获能力。
[0004] 而目前该应用背景下的导航信号捕获稳定转入跟踪成功的概率极低，快速捕获结 果直接带入跟踪环路时，实际的载波频率和伪码相位已经与捕获结果不一致，导致跟踪环 路无法成功跟踪信号。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种导航信号转跟踪码捕获方法及系统，W解决现有技术 中因为捕获结果直接带入跟踪环路时，实际的载波频率和伪码相位已经与捕获结果不一 致，导致跟踪环路无法成功跟踪信号的问题。
[0006] 为此，本发明提供了一种导航信号转跟踪码捕获方法，包括：
[0007] 通过第一通道对导航星进行串行二维盲捜索，转入跟踪环路，并输出该导航星的 即时码相位信息；
[0008] 通过第二通道快速捕获所述导航星捕获起始时刻的码相位信息和捕获完成时刻 的码相位信息，并计算出固定延迟值；
[0009] 根据所述起始时刻的码相位信息和所述即时码相位信息得到捕获起始时刻到捕 获结果转入跟踪环路后的固定码延迟差值；
[0010] 根据固定码延迟差值和固定延迟捕获到转跟踪固定延迟值，根据所述固定延迟值 进行转跟踪码相位补偿。
[0011] 较佳的，所述的导航信号转跟踪码捕获方法，还包括：
[0012] 确定可视导航星的卫星号；
[0013] 在所述可视导航星中，根据预设策略选取捕获导航星和该导航星卫星号的频率控 制字；
[0014] 根据所述导航星及其频率控制字，进行导航星信号捜索，输出所述导航星信号的 多普勒信息和码相位信息；
[0015] 根据所述多普勒信息，得到码相位信息的偏移量；
[0016] 结合所述码相位信息和所述码相位信息的偏移量，得到校正码相位。
[0017] 较佳的，所述根据预设策略选取捕获导航星包括：
[0018] 从多个可视导航星中选择最优的可视导航星作为捕获导航星。
[0019] 较佳的，所述的导航信号转跟踪码捕获方法，还包括：
[0020] 输入所述校正码相位到跟踪环路，结合所述导航星进行环路跟踪。
[0021] 较佳的，所述的导航信号转跟踪码捕获方法，还包括：
[0022] 判断环路跟踪是否稳定，如果是则进行导航定位解算。
[0023] 相应于上述方法，本发明还提供了一种导航信号转跟踪码捕获系统，包括：
[0024] 即时码相位信息获取模块，用于通过第一通道对导航星进行串行二维盲捜索，转 入跟踪环路，并输出该导航星的即时码相位信息；
[00巧]固定延迟值获取模块，用于通过第二通道快速捕获所述导航星捕获起始时刻的码 相位信息和捕获完成时刻的码相位信息，并计算出固定延迟值；
[0026] 固定码延迟差值获取模块，用于根据所述起始时刻的码相位信息和所述即时码相 位信息得到捕获起始时刻到捕获结果转入跟踪环路后的固定码延迟差值；
[0027] 相位补偿模块，用于根据固定码延迟差值和固定延迟捕获到转跟踪固定延迟值， 根据所述固定延迟值进行转跟踪码相位补偿。
[0028] 较佳的，所述的导航信号转跟踪码捕获系统，还包括：
[0029] 导航星预报模块，用于确定可视导航星的卫星号；
[0030] 捕获控制模块，用于在所述可视导航星中，根据预设策略选取捕获导航星和该导 航星卫星号的频率控制字；
[0031] 捕获捜索模块，用于根据所述导航星及其频率控制字，进行导航星信号捜索，输出 所述导航星信号的多普勒信息和码相位信息；
[0032] 转跟踪校正模块，用于根据所述多普勒信息，得到码相位信息的偏移量，并结合所 述码相位信息和所述码相位信息的偏移量，得到校正码相位。
[0033] 本发明与传统技术相比的有益效果：
[0034] 本发明提供的上述技术方案中，通过实时码相位偏移值计算方法，精确补偿码相 位偏移值，可W解决高动态卫星接收导航信号时，捕获的码相位结果出现较大的偏移值问 题，并且实现捕获环路顺利转入跟踪环路，缩短导航信号捕获号捕获和跟踪时间。通过捕获 转跟踪固定延迟值计算方法，精确计算固定延迟值，补偿输出捕获码相位结果，能够用于跟 踪环路进行精确的卫星目标跟踪。可广泛引用高轨、探月返回等高动态卫星导航接收机中， 具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0035] 图1为实施例一提供的导航信号转跟踪码捕获方法流程示意图；
[0036] 图2为实施例一提供的导航信号快速捕获流程示意图；
[0037] 图3为实施例二提供的导航信号快速捕获W及转跟踪码相位补偿原理图；
[0038] 图4为实施例二提供的导航信号快速捕获流程示意图；
[0039] 图5为实施例二提供的捕获转跟踪固定延迟值流程示意图；
[0040] 图6为实施例S提供的导航信号转跟踪码捕获系统架构示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行进一步的详细描述。
[0042] 本发明提供一种导航信号转跟踪码捕获方法及系统，W解决现有技术中捕获结果 直接带入跟踪环路时，实际的载波频率和伪码相位已经与捕获结果不一致，导致跟踪环路 无法成功跟踪信号的技术问题。
[0043] 参见图1所示的一种导航信号转跟踪码捕获方法流程示意图，该方法包括W下步 骤：
[0044] 步骤S101，通过第一通道对导航星进行串行二维盲捜索，转入跟踪环路，并输出该 导航星的即时码相位信息；
[0045] 步骤S102,通过第二通道快速捕获所述导航星捕获起始时刻的码相位信息和捕获 完成时刻的码相位信息，并计算出固定延迟值；
[0046] 步骤S103,根据所述起始时刻的码相位信息和所述即时码相位信息得到捕获起始 时刻到捕获结果转入跟踪环路后的固定码延迟差值；
[0047] 步骤S104,根据固定码延迟差值和固定延迟捕获到转跟踪固定延迟值，根据所述 固定延迟值进行转跟踪码相位补偿。
[0048] 上述实施例提供的技术方案中，通过捕获转跟踪固定延迟值计算方法，精确计算 固定延迟值，补偿输出捕获码相位结果，通过转跟踪码相位补偿能够得到与导航星一致的 实际的载波频率和伪码相位，W用于跟踪环路进行精确的卫星目标跟踪。可广泛引用高轨、 探月返回等高动态卫星导航接收机中，具有广阔的应用前景。
[0049] 在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种上述步骤S102中用到的可W快 速捕获导航星的导航信号的码相位信息的方法，一方面可W解决高动态卫星接收导航信号 时，捕获的码相位结果出现较大的偏移值问题，另一方面采用实时码相位偏移值计算方法， 精确补偿码相位偏移值，顺利转入跟踪环路，缩短导航信号捕获号捕获、跟踪时间。
[0050] 参见图2所述的快速捕获过程流程示意图，其包括W下步骤：
[0051] 步骤S201，确定可视导航星的卫星号；
[0052] 步骤S202,在所述可视导航星中，根据预设策略选取捕获导航星和该导航星卫星 号的频率控制字；
[0053] 步骤S203,根据所述导航星及其频率控制字，进行导航星信号捜索，输出所述导航 星信号的多普勒信息和码相位信息；
[0054] 步骤S204,根据所述多普勒信息，得到码相位信息的偏移量； 阳化5] 步骤S205,结合所述码相位信息和所述码相位信息的偏移量，得到校正码相位。
[0056] 上述步骤S202中，所述根据预设策略选取捕获导航星可W包括：
[0057] 从多个可视导航星中选择最优的可视导航星作为捕获导航星。其中，最优的可视 导航星可W有多种选择策略，如参考卫星的导航能力、任务列表和资源列表等多种指标进 行综合选择。 阳05引此外，在所述步骤S205之后，还可W包括：
[0059] 输入所述校正码相位到跟踪环路，结合所述导航星进行环路跟踪。
[0060] 上述技术方案中，可W进一步的判断所述环路跟踪是否稳定，如果是则进行导航 定位解算。
[0061] 上述技术方案采用实时码相位偏移值计算方法，精确补偿实时的码相位偏移值， 一方面可W解决高动态卫星接收导航信号时，捕获的码相位结果出现较大的偏移值问题， 另一可W实现捕获环路顺利转入跟踪环路，缩短导航信号捕获号捕获和跟踪时间。 W62] 实施例二：
[0063] 在实施例一提供的方法基础上，本实施例合特定工程实施案例，给出技术具体实 施方式。
[0064] 图3为GI^接收机采取的导航信号快速捕获W及转跟踪码相位补偿原理图，该方 法是码域并行捜索，频域串行捜索，即利用码相位并行处理，将1023个码片一次捜索完成， 每次滑动信号捜索频率。 W65]图3中横轴为频率轴，纵轴为码轴。码相位进行并行捜索，每次捜索将整个码相位 域捜索完成。频率域是采取串行捜索，每次捜索一个多普勒频点，每时间T内进行N个多普 勒频点的捜索，一共捜索M组，一共捜索频点个数为M*N个，运样可W完成导航信号的整个 频率域和码域的二维捜索。
[0066] 当捜索到频率分格X处，捜索到导航信号S1。整个捜索过程需要进行M组频率多普 勒的捜索，而所示到X组时，即捜索到导航信号，剩余的M-X组捜索需要消耗时间（M-X) *T， 而该段时间内必将导致导航信号SI的信号码相位漂移。
[0067] 在上述原理的基础上，本实施例中