一种滑动窗口环路跟踪方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉卫星导航应用领域，具体涉及一种基于非相干累加鉴相器的滑动窗口环 路跟踪方法和装置，可用于高动态、弱信号的环境下的卫星信号跟踪，可提高接收机对导航 卫星信号的跟踪精度。
【背景技术】
[0002] 随着国防军事的发展需求，导弹、战机等先进武器设备的动态(速度)越来越高，高 动态环境下，由于导弹、战斗机等上的接收机和卫星之间有着较大的相对速度、加速度甚至 加加速度，这将导致较大的多普勒频移及其变化率。此外，随着卫星导航的应用领域的发展 和现代化程度的提高，对于接收机的跟踪精度的要求也越来越高。这使得传统导航接收机 不能够有效处理卫星信号，从而无法再进行定位和导航，需对其加以改进。因此，必须研制 出稳定有效的环路跟踪方法，使其既能适应高动态环境，又有较高的跟踪精度，能有效实现 高动态环境下的精确定位。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明实施例提供一种滑动窗口环路跟踪方法和装置，以实现高动态 环境下的精确定位。
[0004] 为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
[0005] -种滑动窗口环路跟踪方法，应用于接收机中，包括：
[0006]获取卫星信号；
[0007] 依据接收机中本地产生的正弦复制载波信号和余弦复制载波信号对所述卫星信 号进行载波剥离，得到第一支路信号和第二支路信号；
[0008] 依据所述接收机本地所复制的伪码，剥离所述第一支路信号和第二支路信号上的 伪码；
[0009] 对剥离伪码后的所述第一支路信号和第二支路信号进行低通滤波和相干积分，得 到与所述第一支路信号和第二支路信号相对应的前支路上的相干积分值、即时支路上的相 干积分值和后支路上的相干积分值；
[0010] 将所述第一支路信号和第二支路信号对应的即时支路上的相邻的多个相干积分 值进行非相干累加，依据非相干累加的结果进行载波环鉴相，得到本地载波与输入载波之 间的相位差；
[0011] 采用非相干超前减滞后幅值法对所述前支路相上的干积分值和后支路上的积分 值进行估算，得到本地伪码与输入伪码之间的相位差；
[0012] 对本地伪码与输入伪码之间的相位差进行滤波；
[0013] 采用滑动窗口的方式，在长非相干累加时间内对所述本地载波与输入载波之间的 相位差进行滤波；
[0014] 依据经滤波后的所述本地伪码与输入伪码之间的相位差调节本地伪码频率，更新 本地所复制的伪码信号；
[0015] 依据经滤波后的所述本地载波与输入载波之间的相位差调节正弦复制载波信号 和余弦复制载波信号的频率。
[0016] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪方法中，所述将所述第一支路信号和第二支路信 号对应的即时支路上的相邻的多个相干积分值进行非相干累加，依据非相干累加的结果进 行载波环鉴相，得到本地载波与输入载波之间的相位差;包括：
[0017] 将所述第一支路信号和第二支路信号对应的即时支路上相邻的四次相干积分值 进行非相干累加，依据非相干累加的结果进行载波环鉴相，得到本地载波与输入载波之间 的相位差。
[0018] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪方法中，所述将所述第一支路信号和第二支路信 号对应的即时支路上的相邻的多个相干积分值进行非相干累加，依据非相干累加的结果进 行载波环鉴相，得到本地载波与输入载波之间的相位差;包括：
[0019]
地载波与输入载波之间的相位差，其中，所述Ip(n)为第一支路信号对应的即时支路上的积 分值，所述|Qp(n)|为第二支路信号对应的即时支路上的积分值，所述Μ为非相干累加次数。
[0020] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪方法中，所述依据接收机中本地产生的正弦复制 载波信号和余弦复制载波信号对所述卫星信号进行载波剥离，得到第一支路信号和第二支 路信号，包括：
[0021] 对所述卫星信号进行滤波和放大；
[0022] 将经滤波和放大后的所述卫星信号与接收机中的本地振荡器产生的正弦波本振 信号进行混频，将经放大和滤波后的卫星信号下变频到中频信号；
[0023] 对所述中频信号进行模数转换，得到离散时间的数字中频输入信号；
[0024]将所述数字中频输入信号与接收机中本地产生的正弦复制载波信号混频相乘，得 到第一支路信号;将所述数字中频输入信号与接收机中本地产生的余弦复制载波信号混频 相乘得到第二支路信号。
[0025] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪方法中，所述依据所述接收机本地所复制的伪码， 剥离所述第一支路信号和第二支路信号上的伪码，包括：
[0026] 分别将所述第一支路信号和第二支路信号与接收机中本地所复制的伪码相乘，以 剥离所述第一支路信号和第二支路信号上的伪码。
[0027] 一种滑动窗口环路跟踪装置，包括：
[0028]信号接收器，用于获取卫星信号；
[0029]处理器，用于依据接收机中本地产生的正弦复制载波信号和余弦复制载波信号对 所述卫星信号进行载波剥离，得到第一支路信号和第二支路信号；
[0030]码剥离器，用于依据所述接收机本地所复制的伪码，剥离所述第一支路信号和第 二支路信号上的伪码；
[0031] 积分器，用于对剥离伪码后的所述第一支路信号和第二支路信号进行低通滤波和 相干积分，得到与所述第一支路信号和第二支路信号相对应的前支路上的相干积分值、BP 时支路上的相干积分值和后支路上的相干积分值；
[0032] 载波环鉴别器，用于将所述第一支路信号和第二支路信号对应的即时支路上的相 邻的多个相干积分值进行非相干累加，依据非相干累加的结果进行载波环鉴相，得到本地 载波与输入载波之间的相位差；
[0033] 码环鉴别器，用于采用非相干超前减滞后幅值法对所述前支路相上的干积分值和 后支路上的积分值进行估算，得到本地伪码与输入伪码之间的相位差；
[0034] 码环滤波器，用于对本地伪码与输入伪码之间的相位差进行滤波；
[0035] 载波环滤波器，用于采用滑动窗口的方式，在长非相干累加时间内对所述本地载 波与输入载波之间的相位差进行滤波；
[0036] 码数控振荡器，用于依据经滤波后的所述本地伪码与输入伪码之间的相位差调节 本地伪码发生器输出的伪码频率，更新本地所复制的伪码信号；
[0037]载波数控振荡器，用于依据经滤波后的所述本地载波与输入载波之间的相位差调 节正弦复制载波信号和余弦复制载波信号的频率。
[0038] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪装置中，所述载波环鉴别器，具体用于：
[0039] 将所述第一支路信号和第二支路信号对应的即时支路上相邻的四次相干积分值 进行非相干累加，依据非相干累加的结果进行载波环鉴相，得到本地载波与输入载波之间 的相位差。
[0040] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪装置中，所述载波环鉴别器，具体用于：
[0041]
地载波与输入载波之间的相位差，其中，所述Ip(n)为第一支路信号对应的即时支路上的积 分值，所述Qp(n)为第二支路信号对应的即时支路上的积分值，所述Μ为非相干累加次数。 [0042] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪装置中，所述处理器包括：
[0043]滤波器和放大器，用于对卫星信号进行滤波和放大；
[0044] 混频器，用于将经滤波和放大后的所述卫星信号与接收机中的本地振荡器产生的 正弦波本振信号进行混频，将经放大和滤波后的卫星信号下变频到中频信号；
[0045] 模数转换器，用于对所述中频信号进行模数转换，得到离散时间的数字中频输入 信号；
[0046] 载波剥离器，用于将所述数字中频输入信号与接收机中本地产生的正弦复制载波 信号混频相乘，得到第一支路信号；将所述数字中频输入信号与接收机中本地产生的余弦 复制载波信号混频相乘得到第二支路信号。
[0047] 优选的，上述滑动窗口环路跟踪装置中，所述码剥离器，具体用于：
[0048] 分别将所述第一支路信号和第二支路信号与接收机中本地所复制的伪码相乘，以 剥离所述第一支路信号和第二支路信号上的伪码。