波的状态，并通知主程序读取状态信息并将其换算为伪距。秒脉冲(nPPS) 为每隔η秒输出一次的脉冲信号，通过对相关寄存器参数值的调整使nPPS脉冲与UTC对齐， 从而使本系统具有精密授时功能。
[0058]步骤103,跟踪扩频信号，并对所述中频信号进行解调和解扩，得到导航和通信电 文。
[0059] 图4是本发明第一实施例提供的导航数字基带系统的通信方法中相关通道模块结 构示意图，由图4可以看出，相关通道对导航信号和扩频信号进行跟踪，分别利用码环和载 波环对码相位和载波频率进行跟踪，码环通过"E-L鉴相器"对5个相关臂的积分结果进行鉴 相，通过环路滤波器之后对码钟进行调整，使对准支路(P支路)与输入信号的码相位保持一 致。载波环采取Costas环形式，对基于对P支路的I、Q积分结果鉴相，通过环路滤波器之后对 载波频率进行调整，使本地载波频率和相位与输入信号一致。在保证跟踪的前提下，对中频 信号进行解调和解扩得到导航和通信电文。
[0060] 步骤104,对解调输出的导航和通信电文进行帧同步等处理，输出电文数据。
[0061] 对解调计算的结果进行帧同步、倒π判断、差分处理(差分编码时）、解交织、信道译 码处理，每8个比特组成一个字节存入寄存器。并交给uart端口，使所述uart端口输出相应 的结果。示例性的，对解调结算的结果进行积分，确定数据的帧头，并判断帧头中是否包括 倒η，如果存在倒η中，则将数据比特位进行反转。对不包括帧头的数据进行差分处理，并在 差分处理后解开交织的数据，并对所述信道进行译码，最后将译码后的数据写入寄存器中。
[0062] 本实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方法，通过系统输出的信号和 脉冲，准确地捕获扩频信号，并对扩频信号进行解调和解扩，能够在获取到导航电文的同时 获取通信电文，具有成本低、可靠性好、配置灵活的优点。
[0063] 在本实施例的一个优选实施方式中，所述以系统采样时钟为基准时钟，产生周期 性的中断信号，具体包括:产生本地码钟及本地载波;根据UTC和秒脉冲nPPS产生本地码钟 启动的触发信号，以定时接收扩频信号。图5是本发明第一实施例提供的导航数字基带系统 的通信方法中码钟及载波生成模块结构示意图，由图5可以看出，码钟NC0(数控振荡器)和 载波NC0通过直接数字频率合成(DDS)方式对系统采样时钟进行分频产生码钟和载波，在 UTC和nPPS的作用下产生本地码钟启动的触发信号，以定时接收扩频信号。此外，通过定位 结算获得的PVT信息和预存的星历信息，计算载体运动造成的多普勒，并在生成码钟和载波 时予以预偏消除。对于本地钟差造成的频偏，将本地生成的nPPS信号输出至外接计数模块 对本地晶振进行计数，长时间累加平均之后得到钟差值，在DDS频率合成时予以修正。载波 NC0输出频率的计算公式为：
[0065] 其中，fsys为系统时钟;FTW为频率控制字;N为相位累加器长度。
[0066] 在本实施例的另一优选实施方式中，在输出电文数据之后，还包括:输出导航信息 及通信电文及接收上位机指令进行参数配置。具体的，可以通过Numen上有两个异步串行通 信口，UARTO和UART1，通过中断程序控制操作，两个串口各占用一个中断。可以实现输出导 航信息及通信电文，还可以输出载波频偏和信号强度等参数信息；同时接收上位机指令进 行参数配置。
[0067] 实施例二
[0068] 图6是本发明第二实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方法的流程示 意图，本实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方法以上述实施例为基础，进一 步的，在以系统采样时钟为基准时钟，产生周期性的中断信号、Tic伪距测量信号和nPPS脉 冲输出之后，跟踪扩频信号之前，增加如下步骤:根据时标产生模块的Tic信号锁存码钟及 载波生成的状态进行伪距测量;在信号跟踪的同时对信号进行实时监测，失锁后启动重新 捕获。
[0069] 参见图6,所述导航通信一体化数字基带系统通信方法，包括：
[0070] 步骤201，捕获扩频信号。
[0071]步骤202,以系统采样时钟为基准时钟，产生周期性的中断信号、Tic伪距测量信号 和nPPS脉冲输出。
[0072]步骤203,根据时标产生模块的Tic信号锁存码钟及载波生成的状态进行伪距测 量;在信号跟踪的同时对信号进行实时监测，失锁后启动重新捕获。
[0073]根据时标产生模块的Tic信号锁存本地码钟和本地载波产生器的状态，从而进行 伪距测量;信号监测模块在信号跟踪的同时对信号进行实时监测，失锁后启动重新捕获。相 关通道与匹配滤波器具有相同的载波频率、码钟速率和积分起止时间，对载波频率、码钟速 率、本地码滑移、积分时间等参数的修改操作同时作用于匹配滤波器和相关通道。
[0074]步骤204,跟踪扩频信号，并对所述中频信号进行解调和解扩，得到导航和通信电 文。
[0075]步骤205,对解调输出的导航和通信电文进行帧同步等处理，输出电文数据。
[0076]本实施例提供的导航数字基带系统的通信方法，通过在以系统采样时钟为基准时 钟，产生周期性的中断信号、Tic伪距测量信号和nPPS脉冲输出之后，跟踪扩频信号之前，增 加如下步骤:根据时标产生模块的Tic信号锁存码钟及载波生成的状态进行伪距测量;在信 号跟踪的同时对信号进行实时监测，失锁后启动重新捕获。可以根据Tic信号的上升沿锁定 码钟和载波生成的状态，并根据锁存码钟及载波生成的状态进行伪距测量，进而实现对信 号的跟踪和监测，能够在信号失锁后快速实现重新捕获。
[0077] 实施例三
[0078]图7是本发明第三实施例提供的导航数字基带系统的通信方法的流程示意图，本 实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方法以上述实施例为基础，进一步的，将 所述捕获扩频信号具体优化为:根据相关通道模块输出的伪距信息和导航电文进行位置解 算，获取位置、速度和时间信息；利用位置信息和本地码钟触发模块发出的秒脉冲信号，对 扩频信号进行定时捕获。
[0079]步骤301，根据相关通道模块输出的伪距信息和导航电文进行位置解算，获取位 置、速度和时间信息。
[0080]由于导航电文中包括当前导航数字基带系统的位置信息，根据伪距信息，能够获 取位置、速度和时间信息。示例性的，用相关通道输出的伪距信息和导航电文进行位置解 算，获取位置坐标和协调世界时(UTC)。卫星导航定位的伪距观测方程为：
[0082] 其中，PA用户接收机到卫星的伪距测量值；（Xl，yi，Zl)为卫星的三维观测位置； ( Xl，yi，Zl)为用户接收机的三维位置;tu为接收机与卫星的钟差;c为光速。
[0083] 将上述非线性方程列为方程组的形式，假设接收机近似位置为(.?",兔，4)，将用户 接收机真实的位置与近似位置之间的便宜用位移（a xu，a yu，a Zu)来表示。将非线性方程 组在?.?" ,j>", ；)处按泰勒级数展开，线性化处理后为：
[0084] Δ Pi = axi Δ xu+ayi Δ yu+azi Δ zu-c Δ tu
[0085] 这样即可计算出（Δ Xu, Δ yu, Δ Zu)，通过变量迭代，求得用户坐标(xu，yu，zu)和钟 差t u，重复上述迭代步骤（Δ Xu，Δ yu，Δ Zu)，直到满足精度要求。其具体过程如图8所示，图8 是本发明第三实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方法中计算精确位置方法 的流程示意图。
[0086] 步骤302,利用位置信息和本地码钟触发模块发出的秒脉冲信号，对扩频信号进行 定时捕获。
[0087] 本地码钟触发模块通过软件实现，根据定位解算获得的位置结果结合预存精密星 历值计算传播时延，然后依此时延值调整本地码钟得启动时间，使其与输入信号到达接收 机时的码相位对齐，图9是本发明第三实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方 法中码钟触发的流程示意图。参考图9,具体的，通过定位结果调整链路时延，进而调整中断 寄存器，实现对扩频信号的定时捕获。
[0088]步骤303,以系统采样时钟为基准时钟，产生周期性的中断信号、Tic伪距测量信号 和nPPS脉冲输出。
[0089] 步骤304,跟踪扩频信号，并对所述中频信号进行解调和解扩，得到导航和通信电 文。
[0090] 步骤，305,对解调输出的导航和通信电文进行帧同步等处理，输出电文数据。
[0091] 本实施例提供的导航通信一体化数字基带系统通信方法以上述实施例为基础，通 过将所述捕获扩频信号具体优化为:根据相关通道模块输出的伪距信息和导航电文进行位 置解算，获取位置、速度和时间信息；利用位置信息和本地码钟触发模块发出的秒脉冲信 号，对扩频信号进行定时捕获。可以根据定位位置信息对秒脉冲信号进行修正