CN101706566B - 一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法。天线(1)接收无线电信号传送给低噪声放大器(2)，低噪声放大器(2)将信号作低噪声放大，再发送给射频处理模块(3)；射频处理模块(3)对信号进行滤波和自动增益控制(AGC)处理后，将信号发给扩跳频同步模块(4)；扩跳频同步模块(4)实现跳频序列和直扩序列的同步；后续处理模块(5)根据扩跳频同步模块(4)提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位置解算后续操作。本发明有效地改进了扩跳频信号的捕获和跟踪性能，可以实现较长的直扩序列和跳频序列的快速捕获和稳定跟踪，同步速度比现有的“先同步跳频，再同步直扩”方法有很大提高，同步精度高，保密性也得到保证。

Description

一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法

(一)技术领域

本涉及的是一种扩跳频体制无线电导航技术，具体涉及一种应用于扩跳频体制无线电导航系统中的同步方法。

(二)背景技术

无线电导航可以为用户快速可靠提供准确的导航定位信息，在航海、航空和地面交通中都起着重要作用。然而，周边日益恶劣的战场电磁环境以及军事强敌蓄意的“导航战”攻击，对新一代无线电导航系统的整体效能提出了更严格的要求。围绕实战背景下保障导航定位权，突出以“三抗”即抗干扰、抗截获和抗摧毁为核心，成为评价无线电导航系统作战保障效能的关键指标。

扩跳频技术综合了直扩技术和跳频技术的优点，是国内外公认最富有生命力的抗干扰技术。通过选取不同的跳频频率可以成倍地增加系统的带宽，进而显著地提高系统的处理增益，还能有效地克服“远近效应”，可以大大提高无线电导航系统的“三抗”能力，因此将扩跳频技术应用于无线电导航系统具有广阔的应用前景和重要的战略意义。

扩跳频同步方法的实质就是实现跳频序列和直扩序列的共同同步。同步包括两个步骤，捕获和跟踪。扩跳频同步技术的关键就在于跳频序列和直扩序列的共同捕获。然而，跳频序列的捕获和直扩序列的捕获之间有相互制约的地方。跳频序列的捕获要求各个频点上的有用信号尽可能易于检测，这样才能快速准确的捕获跳频序列。然而，由于扩跳频体制中各个跳频频点的信道中传播的是经过直接扩频的信号，该信号功率低，具有伪随机性，所以用一般方法难以检测出各个频点上何时出现了有用信号，这就增大了跳频序列捕获的难度。直扩序列的捕获要求接收到尽可能完整的直扩序列，这样才能克服干扰，准确快速的捕获直扩序列。然而，扩跳频信号中的直扩序列分段调制在各个频点上，需要先实现跳频码的大致同步才能组合出较完整的直扩序列。受上述制约，目前的针对扩跳频体制无线电导航系统的研究，所采用的都是较短的直扩码，长度大多在1K左右。较短的直扩码可以减小捕获的难度和时间，但是较短的直扩码的保密性很差，容易被截获破解。采用较长的直扩码，如长度在8K以上，可以保证“三抗”能力，但是也大大增加了同步的时间。在实际应用中，要求同步时间尽可能短。所以，研究扩跳频体制无线电导航系统的同步方法的首要问题是在采用较长的直扩码的条件下，实现跳频序列和直扩序列的快速同步。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种抗干扰能力强、保密性好、同步时间短的一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法。

本发明的目的是这样实现的：

天线(1)接收无线电信号传送给低噪声放大器(2)，低噪声放大器(2)将信号作低噪声放大，天线1接收无线电信号；低噪声放大器2接收天线发送来的信号，并将其作低噪声放大，再发送给射频处理模块3；射频处理模块3对信号进行滤波和自动增益控制(AGC)处理后，将信号发给扩跳频同步模块4；扩跳频同步模块4实现跳频序列和直扩序列的同步；后续处理模块5根据扩跳频同步模块4提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位置解算后续操作。

所述扩跳频同步模块4由跳频序列捕获装置4-1、直扩序列捕获装置4-2、跳频序列精对准装置4-3、扩跳频跟踪装置4-4和载波跟踪装置4-5构成；跳频序列捕获装置4-1采取“能量检测法”实现跳频序列初步捕获b，即使本地跳频序列与接收到的跳频序列对准到1/4个跳频时隙以内；根据跳频序列和直扩序列的位置关联性，直扩序列捕获装置4-2在跳频对准点左右各1/4个跳频时隙的范围内用滑动相关法捕获直扩序列，即直扩序列初步捕获c；再进入跳频序列和直扩序列的精捕获过程，即直扩序列初步捕获完成后，跳频序列精对准装置4-3将直扩序列的对准信息传递给跳频序列发生器，即使跳频序列也对准到误差半个直扩码片之内，实现跳频序列精捕获d；跳频序列捕获装置4-1根据精对准后的跳频序列再作一次跳频序列能量检测，验证跳频序列精捕获的正确性；直扩序列捕获装置4-2再做一次直扩序列捕获，即直扩序列精捕获e；扩跳频跟踪装置4-4根据直扩序列精捕获e得到的对准信息，进行直扩序列的跟踪；载波跟踪装置4-5在跳频序列和直扩序列都跟踪好的状态下，进行载波跟踪，消除载波多普勒频移和初始相位误差。

扩跳频体制无线电导航系统的无线电信号分布在从f₁到f_n的n个频点上，并在各个频点之间根据预先设计的跳频序列作跳变；在各个跳频频点上的有用信号都是经过直接扩频的信号；直扩序列的周期与跳频序列的周期一样；跳频频点数n为直扩序列整周期长度N的因数，每个频点上分布m个直扩码片，则存在N＝n×m的关系，即直扩信号均匀的分布在各个频点上；虽然并不是任意级数的直扩序列和跳频序列都能满足这个条件，但满足该条件的序列对还是容易找到的，例如，12级、14级、15级和16级伪码的码长都可以被多个因数整除；通过上述设计，直扩序列和跳频序列就存在着相对固定的关系；利用这种直扩序列和跳频序列的位置关联性可以明显改进直扩序列的捕获方法和跳频序列的跟踪方法。

现有的扩跳频体制因其具有抗干扰能力强，保密性强和抗“远-近效应”能力强的优点，已经广泛应用于无线移动通信。综上所述，本发明实现扩跳频混合扩频体制无线电导航系统的同步，采用跳频序列和直扩序列位置相关的设计，有效地改进了扩跳频信号的捕获和跟踪性能，可以实现较长的直扩序列和跳频序列的快速捕获和稳定跟踪，同步速度比现有的“先同步跳频，再同步直扩”方法有很大提高，同步精度高，保密性也得到保证。本同步方法可以有效提高扩跳频体制无线电导航系统的整体效能。

(四)附图说明

图1是扩跳频体制无线电导航系统信号结构示意图；

图2是扩跳频体制无线电导航系统同步方法的系统结构示意图图；

图3是扩跳频体制无线电导航系统扩跳频信号捕获过程的工作流程图；

图4是跳频序列捕获模块结构示意图；

图5是直扩序列捕获模块结构示意图；

图6是扩跳频信号跟踪模块结构示意图；

图7是载波跟踪模块结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1说明本实施方式，本实施方式中的扩跳频体制无线电导航系统的无线电信号分布在从f₁到f_n的n个频点上，并在各个频点之间根据预先设计的跳频序列作跳变；在各个跳频频点上的有用信号都是经过直接扩频的信号；直扩序列的周期与跳频序列的周期相同；跳频频点数n为直扩序列整周期长度N的因数，每个频点上分布m个直扩码片，则存在N＝n×m的关系，即直扩信号可以均匀的分布在各个频点上；虽然并不是任意级数的直扩序列和跳频序列都能满足这个条件，但满足该条件的序列对还是容易找到的，例如，12级、14级、15级和16级伪码的码长都可以被多个因数整除；通过上述设计，直扩序列和跳频序列就存在着相对固定的关系，利用这种直扩序列和跳频序列的位置关联性可以明显改进直扩序列的捕获方法和跳频序列的跟踪方法。

结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式中扩跳频同步模块2需要和天线1、低噪声放大器2、射频处理模块3和后续处理模块5协同工作才能实现无线电导航的目的；天线1接受无线电信号；低噪声放大器2接受天线发送来的信号，并将其作低噪声放大，再发送给射频处理模块3；射频处理模块3对信号进行滤波和自动增益控制(AGC)等处理后，将信号发给扩跳频同步模块4；扩跳频同步模块4实现跳频序列和直扩序列的同步；后续处理模块5可以根据扩跳频同步模块4提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位置解算等后续操作；

扩跳频同步模块4由跳频序列捕获装置4-1、直扩序列捕获装置4-2、跳频序列精对准装置4-3、直扩序列跟踪装置4-4、跳频序列跟踪装置4-5和载波跟踪装置4-6构成；跳频序列捕获装置4-1采取“能量检测法”实现跳频序列初步捕获b，即使本地跳频序列与接收到的跳频序列对准的1/4个跳频时隙以内；根据跳频序列和直扩序列的位置关联性，此时直扩序列捕获装置4-2在跳频对准点左右各1/4个跳频时隙的范围内用滑动相关法可以捕获直扩序列，即直扩序列初步捕获c，无需在所有位置进行搜索；此时一个直扩码周期内有一部分频点没有对齐，但由于直扩序列优异的相关特性，仍然可以实现直扩序列捕获；此时的直扩信号的信噪比比完全频点对准时低，这会降低直扩序列跟踪性能，所以设计了跳频序列和直扩序列的精捕获过程；直扩序列初步捕获完成后，直扩序列的对准精度将在半个直扩码以内，由于直扩序列和跳频序列的位置关联性，跳频序列精对准装置4-3将直扩序列的对准信息传递给跳频序列发生器，即可使跳频序列也对准到误差半个直扩码片之内，实现跳频序列精捕获d；跳频序列捕获装置4-1根据精对准后的跳频序列再作一次跳频序列能量检测，以验证跳频序列精捕获的正确性；此时，一个直扩码周期内只有约一个直扩码片长度的部分频率未对齐，信噪比明显改善，捕获精度更高，也足以保证直扩序列跟踪性能；直扩序列捕获装置4-2再做一次直扩序列捕获，即直扩序列精捕获e；

扩跳频跟踪装置4-4根据直扩序列精捕获e得到的对准信息，进行直扩序列的跟踪，将直扩序列对准误差进一步减小；根据直扩序列跟踪装置传递来的对准信息，调整本地跳频序列，可使本地跳频序列对准误差和直扩序列的跟踪误差一致，实现跳频序列的跟踪；载波跟踪装置4-5在跳频序列和直扩序列都跟踪好的状态下，进行载波跟踪，消除载波多普勒频移和初始相位误差；此时，扩跳频同步模块4已经实现了同步的功能。

结合图4说明本实施方式，跳频序列捕获模块4-1由第一数字频率合成器4-1-1、第一带通滤波器4-1-2、第一平方模块4-1-3、第一积分清洗模块4-1-4、第一低通滤波器4-1-5、判决模块4-1-6、第一时钟与逻辑控制模块4-1-7和第一跳频序列发生器4-1-8组成；

下面分析跳频序列捕获的原理，设导航接收机收到的信号S(t)为：

其中：P-到达导航接收机的扩频信号功率；

d(t)-信息流，它是取值+1和-1的二进制序列；

c(t)-相位随时间变化的伪随机码信号；

ω_1i-跳频频点集内的第i个频率；

-初始相位；

n(t)-噪声信号；

假设系统已完全同步，则S(t)与本地频率信号混频后得到H(t)：

经理想带通滤波器后得到：

其中：ω_2i--本地DDS频率集中的第i个频率；

φ₂--本地初始相位；

ω--接收机中频频率ω＝ω_1i-ω_2i；

Δφ--发射与接收跳频信号的频率差；

n_d(t)--上式中n(t)·cos(ω_2it+φ₂)经带通滤波器后的信号；

将H(t)平方后得到：

由(3)式可以看出，按以上过程处理过的信号由以下几个部分组成：直流分量、频率为2ω的单频信号、噪声分量；直流分量代表信号的能量，当系统没有完全同步时，频率没有完全对齐，这时经带通滤波器后会使能量值P减小，如果将P(t)通过一低通滤波器就可将直流分量滤出，再将该值在一个跳频周期内积分，就可通过积分值的大小来进行跳频初步捕获的判决；

采用串行滑动相关的捕获方法实现跳频序列的捕获，即用第一跳频序列发生器4-1-8产生跳频序列，跳频序列控制第一数字频率合成器4-1-1产生对应频点频率的载波；输入的信号S(t)和载波进行混频得到一中频信号，中频信号在第一带通滤波器4-1-2进行带通滤波处理，然后在第一平方模块4-1-3内进行平方运算，在第一低通滤波器4-1-4内进行低通滤波，在第一积分清洗模块4-1-5内进行一个跳频周期内的积分，并将积分值送入捕获判决模块4-1-6；然后时钟与逻辑控制模块4-1-7调整跳频序列发生器4-1-8的跳频序列发生时钟，使本地跳频序列滑动半个跳频时隙，进行下一轮的平方、低通滤波、积分；捕获判决模块4-1-6包含有一组寄存器，寄存器的个数是跳频点数的2倍，系统将每次的积分值送入寄存器的相应位置上，当进行跳频点数次积分后，捕获判决模块选出寄存器中的最大值，并根据此最大值的位置调整时钟与逻辑控制模块4-1-7，控制跳频序列滑动，最终使得第一数字频率合成器4-1-1产生的频率与接收到的信号同步在1/4跳频时隙之内，完成跳频序列的初步捕获，并将捕获信息发送给直扩序列捕获装置4-2。

结合图5说明本实施方式，直扩序列捕获模块4-2由第一直扩序列发生器4-2-1、第二积分清洗模块4-2-2、第三积分清洗模块4-2-3、第二平方模块4-2-4、第三平方模块4-2-5、第二判决模块4-2-6和第二时钟与逻辑控制模块4-2-7组成；

采用滑动相关法来捕获直扩序列，第二时钟与逻辑控制模块4-2-7调制第一直扩序列发生器4-2-1发生序列的相位，使之与接收到的直扩序列相位差在半个码片以内；

直扩序列捕获模块4-2的输入信号为：

其中τ为时延；

第一数字频率合成器4-1-1产生的两路相互正交的载波信号，分别为：

其中：ω_2i为本地数字频率合成器产生的第i个频点的频率；

为本地产生的载波的初始相位；

第一直扩序列发生器4-2-1产生的直扩序列为：

为时延的估计值；

输入信号S′(t)先与I、Q分别相乘，其频率对准的部分将被变频至中频，频率未对准部分将被滤波器滤除；再与本地直扩序列

相乘，得I(t)、Q(t)两路信号；I(t)、Q(t)两路信号分别经过第二积分清洗模块4-2-2和第三积分清洗模块4-2-3，可以滤除高频分量，得到：

其中：n_i为I路的噪声信号；n_q为Q路的噪声信号；

W_I、W_O在分别经过第二平方模块4-2-4和第三平方模块4-2-5进行包络检波后，在相加，得到：

$Z_t=R_c(\mathrm{\τ}-\widehat{\mathrm{\τ}})$

其中：R_c为直扩序列的自相关函数；

第二判决模块4-2-6根据Z(t)值进行判决，如果Z(t)大于捕获门限V_T，则将直扩码捕获信息发送给跳频序列精度准模块4-3或直扩序列跟踪模块4-4；如果Z(t)小于于捕获门限V_T，则通过时钟与逻辑控制模块4-3-7使本地直扩序列相位滑动半个码片，再进行直扩序列的捕获。

结合图6说明本具体实施方式，扩跳频跟踪模块由第二数字频率合成器4-4-1、第二直扩序列发生器4-4-2、第四积分清洗模块4-4-3、第五积分清洗模块4-4-4、第六积分清洗模块4-4-5、第七积分清洗模块4-4-6、第四平方模块4-4-7、第五平方模块4-4-8、第六平方模块4-4-9、第七平方模块4-4-10、环路滤波器4-4-11、第三时钟与逻辑控制模块4-4-12和第二跳频序列精对准模块4-4-13组成；

利用延迟锁定环路来实现直扩序列的跟踪；第二数字频率合成器4-4-1以跳频序列精捕获信息作为初始值，产生相互正交的两路载波信号I′、Q′，第二直扩序列发生器4-4-2以直扩序列捕获信息为初值产生两路直扩码序列，一路直扩序列超前半个码片，另一路直扩序列滞后半个码片。输入信号S(t)″先与I′、Q′两路信号分别相乘，再与四路直扩序列相乘，得到I′_L(t)I′_E(t)Q′_L(t)I′_E(t)四路信号，该四路信号分别经过第四积分清洗模块4-4-3、第五积分清洗模块4-4-4、第六积分清洗模块4-4-5和第七积分清洗模块4-4-6进行一个直扩码周期的积分，再分别经过第四平方模块4-4-7、第五平方模块4-4-8、第六平方模块4-4-9和第七平方模块4-4-10进行包络检波后，两个超前支路的正交信号相乘，两个滞后支路的正交信号也相乘，分别得到超前相关信号L″(t)和E″(t)，这两个信号再作相减，所得信号再经过环路滤波器4-4-11滤波，得到了跟踪误差信息：

$G_s\left(t\right)=R_c^2(\mathrm{\τ}-\widehat{\mathrm{\τ}}-\frac{T_c}{2})-R_c^2(\mathrm{\τ}-\widehat{\mathrm{\τ}}+\frac{T_c}{2})$

其中T_c为直扩码片长度；

第三时钟与逻辑控制模块4-4-12根据跟踪误差信息，调整第二直扩序列发生器4-4-2，使之产生的直扩序列作相应的滑动，以减小误差并保持跟踪状态；

根据跳频序列和直扩序列的位置相关性，第二跳频序列精对准装置4-4-13根据直扩序列跟踪信息，调整跳频序列相位状态，可以使跳频序列的跟踪精度与直扩序列的跟踪精度一致，再将精对准后的跳频序列信息发送给第二数字频率合成器4-4-1，使之产生的本地载波信号能与接收到的信号的同步跳动。

结合图7说明本具体实施方式，载波跟踪装置4-5由相关器4-5-1、门限判决器4-5-2、频率跟踪环4-5-3、相位跟踪环4-5-4、频率环路滤波器4-5-5、相位环路滤波器4-5-6和第三数字频率合成器4-5-7组成；第三数字频率合成器的以跳频序列跟踪信息为初值，产生跳频载波；接收到的载波信号与本地产生的载波信号在相关器4-5-1中处理可得频偏值；在门限判决器4-5-2中进行判决，如果频偏大于门限值，进入频率跟踪环4-5-3，再经过频率环路滤波器4-5-5，得到频偏补偿信号，第三数字频率合成器4-5-7根据频偏补偿信号调整，使产生的载波频偏减小；如果频偏小于门限值，进入相位跟踪环4-5-4，再经过相位环路滤波器4-5-6，得到相位补偿信号，第三数字频率合成器4-5-7根据相位补偿信号调整产生的载波的初始相位，减小相位差；这就实现了载波跟踪。

Claims (5)

1.一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法，其特征是：天线(1)接收无线电信号传送给低噪声放大器(2)；低噪声放大器(2)接收天线发送来的信号，并将其作低噪声放大，再发送给射频处理模块(3)；射频处理模块(3)对信号进行滤波和自动增益控制处理后，将信号发给扩跳频同步模块(4)；扩跳频同步模块(4)实现跳频序列和直扩序列的同步；后续处理模块(5)根据扩跳频同步模块(4)提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位置解算后续操作；

所述扩跳频同步模块(4)由跳频序列捕获装置(4-1)、直扩序列捕获装置(4-2)、跳频序列精对准装置(4-3)、扩跳频跟踪装置(4-4)和载波跟踪装置(4-5)构成；跳频序列捕获装置(4-1)采取“能量检测法”实现跳频序列初步捕获(b)，即使本地跳频序列与接收到的跳频序列对准到1/4个跳频时隙以内；根据跳频序列和直扩序列的位置关联性，直扩序列捕获装置(4-2)在跳频对准点左右各1/4个跳频时隙的范围内用滑动相关法捕获直扩序列，即直扩序列初步捕获(c)；再进入跳频序列和直扩序列的精捕获过程，即直扩序列初步捕获完成后，跳频序列精对准装置(4-3)将直扩序列的对准信息传递给跳频序列发生器，即使跳频序列也对准到误差半个直扩码片之内，实现跳频序列精捕获(d)；跳频序列捕获装置(4-1)根据精对准后的跳频序列再作一次跳频序列能量检测，验证跳频序列精捕获的正确性；直扩序列捕获装置(4-2)再做一次直扩序列捕获，即直扩序列精捕获(e)；扩跳频跟踪装置(4-4)根据直扩序列精捕获(e)得到的对准信息，进行直扩序列的跟踪；载波跟踪装置(4-5)在跳频序列和直扩序列都跟踪好的状态下，进行载波跟踪，消除载波多普勒频移和初始相位误差。

2.根据权利要求1所述的一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法，其特征是：所述跳频序列捕获装置(4-1)由第一数字频率合成器(4-1-1)、第一带通滤波器(4-1-2)、第一平方模块(4-1-3)、第一积分清洗模块(4-1-4)、第一低通滤波器(4-1-5)、判决模块(4-1-6)、第一时钟与逻辑控制模块(4-1-7)和第一跳频序列发生器(4-1-8)组成；采用串行滑动相关的捕获方法实现跳频序列的捕获，即用第一跳频序列发生器(4-1-8)产生跳频序列，跳频序列控制第一数字频率合成器(4-1-1)产生对应频点频率的载波；输入的信号S(t)和载波进行混频得到一中频信号，中频信号在第一带通滤波器(4-1-2)进行带通滤波处理，然后在第一平方模块(4-1-3)内进行平方运算，在第一低通滤波器(4-1-4)内进行低通滤波，在第一积分清洗模块(4-1-5)内进行一个跳频周期内的积分，并将积分值送入捕获判决模块(4-1-6)；然后时钟与逻辑控制模块(4-1-7)调整跳频序列发生器(4-1-8)的跳频序列发生时钟，使本地跳频序列滑动半个跳频时隙，进行下一轮的平方、低通滤波、积分；捕获判决模块(4-1-6)包含有一组寄存器，寄存器的个数是跳频点数的2倍，将每次的积分值送入寄存器的相应位置上，当进行跳频点数次积分后，捕获判决模块选出寄存器中的最大值，并根据此最大值的位置调整时钟与逻辑控制模块(4-1-7)，控制跳频序列滑动，最终使得第一数字频率合成器(4-1-1)产生的频率与接收到的信号同步在1/4跳频时隙之内，完成跳频序列的初步捕获，并将捕获信息发送给直扩序列捕获装置(4-2)。

3.根据权利要求1或2所述的一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法，其特征是：所述扩跳频跟踪装置由第二数字频率合成器(4-4-1)、第二直扩序列发生器(4-4-2)、第四积分清洗模块(4-4-3)、第五积分清洗模块(4-4-4)、第六积分清洗模块(4-4-5)、第七积分清洗模块(4-4-6)、第四平方模块(4-4-7)、第五平方模块(4-4-8)、第六平方模块(4-4-9)、第七平方模块(4-4-10)、环路滤波器(4-4-11)、第三时钟与逻辑控制模块(4-4-12)和第二跳频序列精对准模块(4-4-13)组成；利用延迟锁定环路来实现直扩序列的跟踪；第二数字频率合成器(4-4-1)以跳频序列精捕获信息作为初始值，产生相互正交的两路载波信号I′、Q′，第二直扩序列发生器(4-4-2)以直扩序列捕获信息为初值产生两路直扩码序列，一路直扩序列超前半个码片，另一路直扩序列滞后半个码片；输入信号S(t)″先与I′、Q′两路信号分别相乘，再与四路直扩序列相乘，得到I′_L(t)I′_E(t)Q′_L(t)I′_E(t)四路信号，该四路信号分别经过第四积分清洗模块(4-4-3)、第五积分清洗模块(4-4-4)、第六积分清洗模块(4-4-5)和第七积分清洗模块(4-4-6)进行一个直扩码周期的积分，再分别经过第四平方模块(4-4-7)、第五平方模块(4-4-8)、第六平方模块(4-4-9)和第七平方模块(4-4-10)进行包络检波后，两个超前支路的正交信号相乘，两个滞后支路的正交信号也相乘，分别得到超前相关信号L″(t)和E″(t)，这两个信号再作相减，所得信号再经过环路滤波器(4-4-11)滤波，得到了跟踪误差信息：

$G_s\left(t\right)=R_c^2(\mathrm{\τ}-\widehat{\mathrm{\τ}}-\frac{T_c}{2})-R_c^2(\mathrm{\τ}-\widehat{\mathrm{\τ}}+\frac{T_c}{2})$

其中T_c为直扩码片长度、R_c为直扩序列的自相关函数、τ为时延、

为时延的估计值；

第三时钟与逻辑控制模块(4-4-12)根据跟踪误差信息，调整第二直扩序列发生器(4-4-2)，使之产生的直扩序列作相应的滑动，以减小误差并保持跟踪状态；

第二跳频序列精对准装置(4-4-13)根据直扩序列跟踪信息，调整跳频序列相位状态，使跳频序列的跟踪精度与直扩序列的跟踪精度一致，再将精对准后的跳频序列信息发送给第二数字频率合成器(4-4-1)，使之产生的本地载波信号与接收到的信号的同步跳动。

4.根据权利要求1或2所述的一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法，其特征是：所述载波跟踪装置(4-5)由相关器(4-5-1)、门限判决器(4-5-2)、频率跟踪环(4-5-3)、相位跟踪环(4-5-4)、频率环路滤波器(4-5-5)、相位环路滤波器(4-5-6)和第三数字频率合成器(4-5-7)组成；第三数字频率合成器以跳频序列跟踪信息为初值，产生跳频载波；接收到的载波信号与本地产生的载波信号在相关器(4-5-1)中处理得频偏值；在门限判决器(4-5-2)中进行判决，如果频偏大于门限值，进入频率跟踪环(4-5-3)，再经过频率环路滤波器(4-5-5)，得到频偏补偿信号，第三数字频率合成器(4-5-7)根据频偏补偿信号调整，使产生的载波频偏减小；如果频偏小于门限值，进入相位跟踪环(4-5-4)，再经过相位环路滤波器(4-5-6)，得到相位补偿信号，第三数字频率合成器(4-5-7)根据相位补偿信号调整产生的载波的初始相位，减小相位差。

5.根据权利要求3所述的一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法，其特征是：所述载波跟踪装置(4-5)由相关器(4-5-1)、门限判决器(4-5-2)、频率跟踪环(4-5-3)、相位跟踪环(4-5-4)、频率环路滤波器(4-5-5)、相位环路滤波器(4-5-6)和第三数字频率合成器(4-5-7)组成；第三数字频率合成器以跳频序列跟踪信息为初值，产生跳频载波；接收到的载波信号与本地产生的载波信号在相关器(4-5-1)中处理得频偏值；在门限判决器(4-5-2)中进行判决，如果频偏大于门限值，进入频率跟踪环(4-5-3)，再经过频率环路滤波器(4-5-5)，得到频偏补偿信号，第三数字频率合成器(4-5-7)根据频偏补偿信号调整，使产生的载波频偏减小；如果频偏小于门限值，进入相位跟踪环(4-5-4)，再经过相位环路滤波器(4-5-6)，得到相位补偿信号，第三数字频率合成器(4-5-7)根据相位补偿信号调整产生的载波的初始相位，减小相位差。

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