CN104597460A - 一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，它包括获取北斗导航卫星星历及信号发射时间、计算北斗导航卫星相对接收机的多普勒频率理论值、获取北斗导航卫星载波环路控制多普勒频率值、计算北斗卫星导航接收机跟踪环路频差观测信息、设计自适应EKF滤波器估计晶体振荡器的频差信息以及计算不同轴向上的加速度敏感系数的基本步骤。本发明能够通过利用北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路的频率跟随特性，结合卫星位置、速度推算的卫星多普勒频率，获得晶体振荡器随重力加速度变化的频率值，可在卫星导航系统广泛推广应用。

Description

一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，特别是涉及一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法。

背景技术

近年来，在北斗卫星导航技术的发展及超高声速飞行器等一些高动态应用载体的特殊导航需求的推动下，国内外对高动态环境下的接收机信号环路跟踪技术方面进行了大量的研究，重点是如何在高机动情况下保证接收机信号环路的可靠跟踪。公知的卫星导航接收机信号环路一般包括载波环和码环两个主要的信号跟踪环路，且由于载波频率一般远高于码频率，在高机动环境下，载波频率的变化更为快速、变化速度更为复杂，因此，在环路控制难度方面，载波环路的稳定控制难度要远大于码控制环路，且如何在高机动环境下实现载波环路的稳定控制更是国内外研究工作的重中之重。目前，对接收机载波环路控制方法及理论研究，主要集中在接收机动态应力及环路控制方法对环路控制稳定性的影响这两方面，而有关仿真或验证也仅考虑了接收机动态应力对卫星信号接收的影响。

在实际的接收机设计和使用中，接收机中的晶体振荡器作为载波跟踪环路中本地时钟的基准，其自身受运动加速度影响的误差特性与传统研究的运动应力引起的卫星信号多普勒变化对环路跟踪稳定性具有相同性质的影响。因此，研究接收机晶体振荡器在加速情况下的误差特性，并对晶体振荡器频率中的加速度敏感系数进行标定和补偿，是进一步减少运动应力对接收机环路影响的关键性技术途径。但如何在GNSS接收机中准确获取晶体振荡器的加速度敏感参数，是进行晶体振荡器加速度敏感频率补偿的重要前提。传统的晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，一般需要一个高精度、高稳定性的频率基准和精确的频率测量设备，其标定设备昂贵，标定过程复杂，难以广泛推广应用。

综上所述，如何克服现有技术的不足已成为当今卫星导航技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，本发明能够通过利用北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路的频率跟随特性，结合卫星位置、速度推算的卫星多普勒频率，获得晶体振荡器随重力加速度变化的频率值，可在卫星导航系统广泛推广应用。

根据本发明提出的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于包括如下基本步骤：

步骤1，获取北斗导航卫星星历及信号发射时间：利用卫星导航软件接收机捕获和跟踪同步卫星导航系统的卫星信号，并计算导航卫星的星历、信号发射时间以及接收机的位置；

步骤2，计算北斗导航卫星相对接收机的多普勒频率理论值：利用获得的卫星信号发射时间及星历，计算导航卫星在地心地固坐标系下的位置和速度信息；

步骤3，获取北斗导航卫星载波环路控制多普勒频率值：根据卫星与载体之间的相对位置和速度关系，计算不同通道下的卫星中频多普勒频率偏移量；

步骤4，计算北斗卫星导航接收机跟踪环路频差观测信息：将卫星导航接收机的载波环路输出的导航卫星多普勒跟踪频率与该理论值作差获得晶体振荡器的频差观测信息，选择信噪比最好的m个导航卫星频率差作为观测量，经过自适应EKF滤波器滤波后，计算晶体振荡器的频差信息估计值；

步骤5，设计自适应EKF滤波器估计晶体振荡器的频差信息：根据设计的2g翻转晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，计算不同加速度输入情况下晶体振荡器频率偏移量；

步骤6，计算不同轴向上的加速度敏感系数：通过2g翻转标定方法标定晶体振荡器加速度敏感系数，计算得到晶体振荡器在不同轴向上的加速度敏感系数值。

本发明与现有技术相比其显著优点在于：一是本发明基于北斗卫星导航接收机载波环路跟踪控制过程中的高精度频率跟随控制特性，提出了使用基于推算多普勒和跟踪环路控制多普勒之差计算的晶体振荡器频差观测信息的新方法；二是本发明提出了的多通道载噪比自适应EKF滤波方法，可有效减小不同通道的载波多普勒环路输出晶体振荡器频差信息中的噪声量，同时，实现晶体振荡器频差信 息及频差漂移速率信息的分离，可提高晶体振荡器的频差信息的估计精度，为后续标定方法提供准确的频差信息来源；三是在此基础上，晶体振荡器加速度敏感系数标定采用了操作简便的2g翻转晶体振荡器加速度敏感系数标定方法；四是本发明充分利用卫星导航的高精度时间基准以及高稳定性时钟特性；不需要额外购置昂贵的时间参考基准设备；五是本发明相对于传统的晶体振荡器频率直接测量方法，具有参数估计精度高，测试过程简便，以及成本低等优点。本发明适合于在卫星导航系统可广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法的流程方框示意图。

图2包括图2a和图2b，为滤波处理前后的晶体振荡器频差对比曲线示意图。

图3包括图3a、图3b、图3c、图3d、图3e和图3f，为2g翻转标定处理结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

结合图1，本发明提出的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，它包括获取北斗导航卫星星历及信号发射时间、计算北斗导航卫星相对接收机的多普勒频率理论值、获取北斗导航卫星载波环路控制多普勒频率值、计算北斗卫星导航接收机跟踪环路频差观测信息、设计自适应EKF滤波器估计晶体振荡器的频差信息以及计算不同轴向上的加速度敏感系数的基本步骤，具体实施方式如下：

步骤1，获取北斗导航卫星星历及信号发射时间：利用卫星导航软件接收机捕获和跟踪同步卫星导航系统的卫星信号，并计算导航卫星的星历、信号发射时间以及接收机的位置；其中：所述计算导航卫星的星历、时间以及接收机的位置，是指在北斗卫星导航接收机的载波及码环路维持跟踪状态、剥离北斗卫星导航接收机的载波及码信息的基础上，进行卫星导航电文的数据位同步、帧同步，计算导航卫星的星历、信号发射时间以及接收机的位置。

步骤2，计算北斗导航卫星相对接收机的多普勒频率理论值：利用获得的卫星信号发射时间及星历，计算导航卫星在地心地固坐标系下的位置和速度信息；其中：计算导航卫星在地心地固坐标系下的位置和速度信息，是指根据步骤1获得的卫星星历数据，结合规划时间，计算出导航卫星在地心地固直角坐标系下的卫星位置X_S(X_Sx X_Sy X_Sz)以及卫星速度V_S(V_Sx V_Sy V_Sz)，同时由于标定过程中接收机本身静止且其大地坐标(φ λ h)已知，其中φ为大地纬度、λ为大地经度、h为大地高度。

由于卫星星历所给出的导航参数是以星历参考时间t_oe为基准给出的，因此，首先需要计算发射时间t相对于星历参考时间的规划时间t_k；再根据步骤1获得的卫星星历数据，结合规划时间，计算出导航卫星在ECEF(地心地固直角坐标系)下的卫星位置X_S(X_Sx X_Sy X_Sz)以及卫星速度V_S(V_Sx V_Sy V_Sz)，同时由于标定过程中接收机本身静止且其大地坐标(φ λ h)已知，其中φ为大地纬度、λ为大地经度、h为大地高度；可通过如下公式1计算接收机在ECEF坐标系下的直角坐标X_U(X_Ux X_Uy X_Uz)：

X_Ux＝(N+h)cosφcosλ

X_Uy＝(N+h)cosφsinλ            (1)，

X_Uz＝[N(1-e²)+h]sinφ

其中，N是基准椭球体的卯酉圆曲率半径，e为椭球偏心率；另外，由于标定过程中接收机一直维持静止状态，因此接收机在ECEF坐标系的速度V_U(V_Ux V_Uy V_Uz)为0；

在获得上述卫星及接收机在ECEF坐标系下的位置及速度信息后，可通过公式(2)计算每一颗卫星相对于接收机的多普勒频率值：

$f_{\mathrm{dop}}={\mathrm{\Δv}}_e\·\frac{f_{L1}}{c}={(V_I-V_S)}^T\·\frac{X_S-X_I}{|X_S-X_I|}\·\frac{f_{L1}}{c}---\left(2\right),$

公式(2)中，f_dop为计算得到的多普勒频率、△v_e为接收机和卫星之间的相对速度在二者径向方向上的投影分量、c为光在真空中的传播速度、f_L1为导航卫星的载波工作频率。

步骤3，获取北斗导航卫星载波环路控制多普勒频率值：根据卫星与载体之间的相对位置和速度关系，计算不同通道下的卫星中频多普勒频率偏移量；其中：所述计算不同通道下的卫星中频多普勒频率偏移量，是指在北斗卫星导航接收机环路设计中采用跟踪性能较为稳定的二阶锁频环辅助三阶锁相环控制结构，控制本地载波数控振荡器生成的载波中频数据与接收到的卫星中频数据的一致性，通过以频率输入作为控制量的本地载波数控振荡器生成本地载波信号，再确定每个跟踪环路的载波跟踪控制频率步骤2得到的每一颗卫星的载波多普勒频率以及每个卫星的载噪比CN_i(i＝1L n)。

步骤4，计算北斗卫星导航接收机跟踪环路频差观测信息：将卫星导航接收机的载波环路输出的导航卫星多普勒跟踪频率与该理论值作差获得晶体振荡器的频差观测信息，选择信噪比最好的m个导航卫星频率差作为观测量，经过自适应EKF滤波器滤波后，计算晶体振荡器的频差信息估计值；其中：计算晶体振荡器的频差信息估计值，是指比较不同通道卫星信号的信噪比大小，挑选载噪比较强的m颗卫星的载波跟踪控制频率计算载波多普勒频率 再将每颗卫星的控制多普勒频率与计算多普勒频率值作差，以获得不同通道上的晶体振荡器频差观测信息△fⁱ(i＝1L m)，

步骤5，设计自适应EKF滤波器估计晶体振荡器的频差信息：根据设计的2g翻转晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，计算不同加速度输入情况下晶体振荡器频率偏移量；其中：计算不同加速度输入情况下晶体振荡器频率偏移量,是指选择接收机晶体振荡器的频差及频差漂移速度作为状态量X_k，建立状态方程如公式(3)所示：

$X_k={\left(\begin{array}{cc}{\mathrm{\δf}}_c& \mathrm{\δ}{\stackrel{\·}{f}}_c\end{array}\right)}^T---\left(3\right),$

采用一阶马尔科夫模型描述晶体振荡器的频率差δf_c的变化规律；其中，晶体振荡器频差δf_c状态转移模型描述如下，其中△T为数据采样间隔时间：

${\mathrm{\δf}}_{c/k+1}={\mathrm{\δf}}_{c/k}-\frac{\mathrm{\ΔT}}{T_1}{\mathrm{\δf}}_{c/k}+\mathrm{\δ}{\stackrel{\·}{f}}_{c/k}\mathrm{\ΔT}+v_1---\left(4\right),$

另外，按一阶马尔科夫过程建立晶体振荡器的频率漂移状态更新模型：

$\mathrm{\δ}{\stackrel{\·}{f}}_{c/k+1}=\mathrm{\δ}{\stackrel{\·}{f}}_{c/k}-\frac{\mathrm{\ΔT}}{T_2}\mathrm{\δ}{\stackrel{\·}{f}}_{c/k}+v_2---\left(5\right),$

其中T₁,T₂为一阶马尔科夫过程中的相关时长，ν₁,ν₂分别是频率差和频率漂移量的高斯白噪声；根据上述模型，可建立完整的滤波状态方程，如公式(6)所示，其中状态转移矩阵φ_k/k-1，噪声系数矩阵Γ_k-1，噪声阵W_k-1，如公式(7)所示；

X_k＝φ_k/k-1X_k-1+Γ_k-1W_k-1                     (6)，

$\begin{array}{c}{\mathrm{\φ}}_{k/k-1}={\left(\begin{array}{cc}1-\frac{\mathrm{\ΔT}}{T_1}& \mathrm{\ΔT}\\ 0& 1-\frac{\mathrm{\ΔT}}{T_2}\end{array}\right)}_{2\×2}\\ {\mathrm{\Γ}}_{k-1}=I_{2\×2}\end{array}---\left(7\right),$

W_k-1＝(σν₁ σν₂)^T

取步骤4计算得到的m个不同通道的频差观测信息构成滤波观测量Z_k如公式(8)所示；

$Z_k=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Δf}}^1\\ \mathrm{\Δ}{f}^2\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\Δf}}^m\end{array}\right)---\left(8\right),$

建立观测方程：如公式(9)所示，其中公式(10)中H_k/k-1为观测转移矩阵，G_k为观测噪声系数矩阵，V_k为观测噪声矩阵；

Z_k＝H_k/k-1X_k+G_kV_k               (9)，

$H_{k/k-1}={\left(\begin{array}{cc}1& \mathrm{\ΔT}\\ 1& \mathrm{\ΔT}\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ 1& \mathrm{\ΔT}\end{array}\right)}_{M\×2}$

$V_k={\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\σv}}_1& \mathrm{\σ}{v}_2& ...& {\mathrm{\σv}}_m\end{array}\right)}_{M\×1}^T$

CN₁…CN_m为m个卫星导航接收机跟踪通道的信号载噪比，可根据卫星通道的载噪比大小自动调节观测噪声值，从而提高滤波准确性。

步骤6，计算不同轴向上的加速度敏感系数：通过2g翻转标定方法标定晶体振荡器加速度敏感系数，计算得到晶体振荡器在不同轴向上的加速度敏感系数值；其中：所述通过2g翻转标定方法标定晶体振荡器加速度敏感系数，是指首先需要将北斗卫星导航接收机安装在双轴高精度转台上，然后按照表1更换晶体振荡器处于不同角度，使得接收机的晶体振荡器三个轴向分别与重力加速度重合或反向，从而达到在每个轴上先后施加2倍重力加速度的变化目的，最终在接收机环路输出频差信号中激励出晶体振荡器的加速度敏感系数变化量。

表1：晶体振荡器的标定位置列表

坐标轴	X	Y	Z
				输入加速度值	+g	+g	+g
频率偏移量	△fx+	△fy+	△fz+
				输入加速度值	-g	-g	-g
频率偏移量	△fx-	△fy-	△fz-

在上述标定过程中，首先通过步骤4实时采集记录晶体振荡器的频差观测信息值，然后通过步骤6进行滤波处理，从而计算得到频差输出随施加加速度的变化量△f_x+、△f_x-、△f_y+、△f_y-、△f_z+、△f_z-，计算每个轴向的加速度敏感系数值；最后通过公式(11)可以计算出晶体振荡器在每个轴向上的加速度敏感系数值。

${\mathrm{\Γ}}_x=\frac{{\mathrm{\Δf}}_{x+}-{\mathrm{\Δf}}_{x-}}{{2f}_{L1}}$

${\mathrm{\Γ}}_y=\frac{{\mathrm{\Δf}}_{y+}-{\mathrm{\Δf}}_{z-}}{{2f}_{L1}}---\left(11\right),$

${\mathrm{\Γ}}_z=\frac{{\mathrm{\Δf}}_{z+}-{\mathrm{\Δf}}_{z-}}{{2f}_{L1}}$

下面进一步说明本发明提出的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法的应用实施例。

将北斗接收机天线安装在室外某固定位置上，保证北斗卫星信号能够良好接收；然后将安装有待测晶体振荡器的卫星导航接收机电路板安装在双轴高精度试验转台上，转动转台使得接收机处理板处于表1所示的X＝+g、Y＝+g、Z＝+g、X＝-g、Y＝-g和Z＝-g的6个位置，并在每个位置停留大于10秒的时间，通过串口连接北斗卫星导航接收机处理板，采集过程中的全部可跟踪卫星的载波环路输出控制中频频率，以及计算得到的推算多普勒频率值，以及每颗卫星对应的载噪比信息；然后根据卫星信息载噪比的大小，选择m颗信号较好的卫星数据计算得到m个晶体振荡器频差观测信息；再将这些数据送入多通道自适应EKF滤波器中进行滤波处理，估计得到晶体振荡器的准确的频差信息，再根据表1所对应的位置挑选并计算晶体振荡器在不同的加速度输入情况下的频差输出值；最后根据公式(11)计算待测晶体振荡器在三个不同轴向上的加速度敏感系数指标。

本发明应用实施例的有益效果是：利用北斗卫星导航接收机信号处理电路板及双轴高精度转台，按照上述步骤6进行了北斗卫星导航接收机电路板上晶体振荡器的加速度敏感系数标定试验；图2包括图2a和图2b，为滤波处理前后的晶体振荡器频差对比曲线示意图，其中：图2a表达滤波处理前后的频差对比曲线；图2b表达滤波得到的频差漂移曲线；从图2可以看出，经过本发明的滤波出处理，晶体振荡器的频差输出值的噪声相对原载波跟踪环路输出频率的方差约缩小为原环路的1/20；图3包括图3a、图3b、图3c、图3d、图3e和图3f，为2g翻转标定处理结果示意图，其中：图3a表达X轴输入+g加速度的频率偏移值曲线；图3b表达Y轴输入+g加速度的频率偏移值曲线；图3c表达Z轴输入+g加速度的频率偏移值曲线；图3d表达X轴输入-g加速度的频率偏移值曲线；图3e表达Y轴输入-g加速度的频率偏移值曲线；和图3f表达Z轴输入-g加速度的频率偏移值曲线；从图3可以看出，本发明采集晶体振荡器在不同外部加速度输入 情况下的频差观测信息以及滤波处理之后得到的晶体振荡器频差估计值，体现出自适应EKF滤波方法综合了多个不同卫星导航接收机环路的频差观测信息，提高了晶体振荡器的频差信息估计精度，保证了晶体振荡器加速度敏感系数的标定精度。

本发明的具体实施方式中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。

以上具体实施方式及实施例是对本发明提出的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于包括如下基本步骤：

步骤1，获取北斗导航卫星星历及信号发射时间：利用卫星导航软件接收机捕获和跟踪同步卫星导航系统的卫星信号，并计算导航卫星的星历、信号发射时间以及接收机的位置；

步骤2，计算北斗导航卫星相对接收机的多普勒频率理论值：利用获得的卫星信号发射时间及星历，计算导航卫星在地心地固坐标系下的位置和速度信息；

步骤3，获取北斗导航卫星载波环路控制多普勒频率值：根据卫星与载体之间的相对位置和速度关系，计算不同通道下的卫星中频多普勒频率偏移量；

步骤4，计算北斗卫星导航接收机跟踪环路频差观测信息：将卫星导航接收机的载波环路输出的导航卫星多普勒跟踪频率与该理论值作差获得晶体振荡器的频差观测信息，选择信噪比最好的m个导航卫星频率差作为观测量，经过自适应EKF滤波器滤波后，计算晶体振荡器的频差信息估计值；

步骤5，设计自适应EKF滤波器估计晶体振荡器的频差信息：根据设计的2g翻转晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，计算不同加速度输入情况下晶体振荡器频率偏移量；

步骤6，计算不同轴向上的加速度敏感系数：通过2g翻转标定方法标定晶体振荡器加速度敏感系数，计算得到晶体振荡器在不同轴向上的加速度敏感系数值。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于步骤1中所述计算导航卫星的星历、时间以及接收机的位置，是指在北斗卫星导航接收机的载波及码环路维持跟踪状态、剥离北斗卫星导航接收机的载波及码信息的基础上，进行卫星导航电文的数据位同步、帧同步，计算导航卫星的星历、信号发射时间以及接收机的位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于步骤2中所述计算导航卫星在地心地固坐标系下的位置和速度信息，是指根据步骤1获得的卫星星历数据，结合规划时间，计算出导航卫星在ECEF(地心地固直角坐标系)下的卫星位置X_S(X_Sx X_Sy X_Sz)以及卫星速度V_S(V_Sx V_Sy V_Sz)，同时由于标定过程中接收机本身静止且其大地坐标(φ λ h)已知，其中φ为大地纬度、λ为大地经度、h为大地高度。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于步骤3中所述计算不同通道下的卫星中频多普勒频率偏移量，是指在北斗卫星导航接收机环路设计中采用跟踪性能较为稳定的二阶锁频环辅助三阶锁相环控制结构，控制本地载波数控振荡器生成的载波中频数据与接收到的卫星中频数据的一致性，通过以频率输入作为控制量的本地载波数控振荡器生成本地载波信号，再确定每个跟踪环路的载波跟踪控制频率 $f_c^i\left(\begin{array}{cc}i=1L& n\end{array}\right),$ 步骤2得到的每一颗卫星的载波多普勒频率 $f_{\mathrm{dop}}^i\left(\begin{array}{cc}i=1L& n\end{array}\right)$ 以及每个卫星的载噪比CN_i(i＝1L n)。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于步骤4中所述,计算晶体振荡器的频差信息估计值，是指比较不同通道卫星信号的信噪比大小，挑选载噪比较强的m颗卫星的载波跟踪控制频率 $f_c^i\left(\begin{array}{cc}i=1L& m\end{array}\right),$ 计算载波多普勒频率 $f_{\mathrm{dop}}^i\left(\begin{array}{cc}i=1L& m\end{array}\right),$ 再将每颗卫星的控制多普勒频率与计算多普勒频率值作差，以获得不同通道上的晶体振荡器频差观测信息 ${\mathrm{\Δf}}^i\left(\begin{array}{cc}i=1L& m\end{array}\right),{\mathrm{\Δf}}^i=f_c^i{-f}_{\mathrm{dop}}^i\left(\begin{array}{cc}i=1L& m\end{array}\right).$

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于步骤5中所述,计算不同加速度输入情况下晶体振荡器频率偏移量,是指选择接收机晶体振荡器的频差及频差漂移速度作为状态量X_k建立状态方程,采用一阶马尔科夫模型描述晶体振荡器的频率差δf_c的变化规律；取步骤4计算得到的m个不同通道的频差观测信息构成滤波观测量Z_k,建立观测方程：如公式(9)所示，其中公式(10)中H_k/k-1为观测转移矩阵，G_k为观测噪声系数矩阵，V_k为观测噪声矩阵；

Z_k＝H_k/k-1X_k+G_kV_k   (9)，

$H_{k/k-1}={\left[\begin{array}{cc}1& \mathrm{\ΔT}\\ 1& \mathrm{\ΔT}\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ 1& \mathrm{\ΔT}\end{array}\right]}_{M\×2}$

$V_k={\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\σv}}_1& {\mathrm{\σv}}_2& ...& {\mathrm{\σv}}_m\end{array}\right)}_{M\×1}^T$

CN₁…CN_m为m个卫星导航接收机跟踪通道的信号载噪比，可根据卫星通道的载噪比大小自动调节观测噪声值，从而提高滤波准确性。

7.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航接收机的载波跟踪环路晶体振荡器加速度敏感系数标定方法，其特征在于步骤6中所述通过2g翻转标定方法标定晶体振荡器加速度敏感系数，是指首先需要将北斗卫星导航接收机安装在双轴高精度转台上，然后按照表1更换晶体振荡器处于不同角度，使得接收机的晶体振荡器三个轴向分别与重力加速度重合或反向，从而达到在每个轴上先后施加2倍重力加速度的变化目的，最终在接收机环路输出频差信号中激励出晶体振荡器的加速度敏感系数变化量。

表1 晶体振荡器的标定位置列表

坐标轴 X Y Z 输入加速度值 +g +g +g 频率偏移量 △f_x+ △f_y+ △f_z+ 输入加速度值 -g -g -g 频率偏移量 △f_x- △f_y- △f_z-