CN105527631A - 基于gnss接收机的弱信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GNSS接收机的弱信号处理方法，该方法包括：捕获卫星导航信号；通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值；所述卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路；以及所述锁相环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功。本发明能够可以有效的跟踪弱导航信号，有效解决了长相干积分时间片内发生的比特沿翻转问题。

Description

基于GNSS接收机的弱信号处理方法

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种基于GNSS接收机的弱信号处理方法。

背景技术

全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)具有全天候、连续性、高精度等特点，在航天、航空、国家安全、渔业农业等方面有着重要的应用价值。目前，世界上已有的卫星导航系统主要包括：美国的全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM，GLONASS)、我国的北斗一代(BD-1)、以及欧盟的Galileo卫星导航系统，这些系统都为卫星导航定位提供了保障。

随着时代的发展与科技的进步，人类对深空领域探测的需求愈加迫切，测控定轨是航天飞行器在轨的重要环节，可以通过卫星导航接收机来实现。低轨卫星导航接收机技术已接近成熟，并多次成功应用于在轨飞行任务。而深空探测任务，飞行器的轨道高度会远远超过卫星导航系统的星座高度，这种情况下就对导航接收机提出了更高的要求：必须实现对高轨微弱漏信号(地面对侧卫星导航信号)的处理，同时需要适应高灵敏度以及在轨高动态特性。

在现有技术的弱信号环路跟踪处理中，如图1所示，导航信号在进入锁相环(PhaseLockedLoop，PLL)跟踪回路并稳定跟踪后，进行基于能量直方图的比特同步。由于锁相环不能满足弱信号跟踪需求，而且基于能量直方图的比特同步无法计算弱信号的跳变边沿，因而不能满足低载噪比信号的要求。

发明内容

有鉴于此，为克服上述至少一个缺点，并提供下述至少一种优点。本发明公开了一种基于GNSS接收机的弱信号处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于GNSS接收机的弱信号处理方法，包括：

捕获卫星导航信号；

通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；

所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值；

所述卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，所述锁相环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行；以及

所述锁相环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，所述卫星导航信号包括北斗卫星导航信号、GPS导航信号、GLONASS导航信号以及Galileo导航信号中的一种或多种。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，所述通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值包括：

对稳定跟踪的信号通道，同时缓存I路、Q路两路的累加量；以20ms比特宽度为单位将所述GPS导航信号的累加量进行缓存，和/或以10ms比特宽度为单位将所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿；

对于所缓存的累加量，计算每一个比特位置对应的累积能量，将最大累积能量对应的位置作为所述比特跳变边沿计算值；在进入下一信号通道之前，释放本次缓存和计算所占用的资源，

其中，在所述缓存或计算过程中如果所述信号通道失锁，则释放所述信号通道所占用的资源。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，所述在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功包括：

对于所述GPS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与其所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GPS导航信号比特同步及环路跟踪成功，若不一致，则通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GPS导航信号；

对于所述GLONASS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与其所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GLONASS导航信号的比特跳变边沿计算正确；若所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值相差10ms，则判断为比特跳变边沿计算正确，并且真实比特跳变边沿在距所述比特跳变边沿计算值1个明德码宽度上；否则，判断为比特同步校验不通过，通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GLONASS导航信号。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，所述通过第二次不完全相干累积比特同步对所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存时，在前10ms乘+1明德码，在后10ms乘-1明德码。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，所述锁相环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行包括：

以所述比特跳变边沿计算值为起点，采用20ms相干累积的锁相环跟踪环路对GPS导航信号进行跟踪，采用10ms相干累积的锁相环跟踪环路对GLONASS导航信号进行跟踪。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，还包括：所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，剩余多普勒频偏被锁定在100Hz之内。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，所述锁频环跟踪环路在最接近所述比特跳变边沿计算值的5ms范围内切换至所述锁相环跟踪环路。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，在一种可能的实现方式中，采用5ms相干累积的所述锁频环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪，采用20ms相干累积的所述锁相环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于GNSS接收机的弱信号处理装置，包括：

捕获模块，用于捕获卫星导航信号；

锁频环跟踪模块，用于通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；

比特同步模块，用于在所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值；

锁相环跟踪模块，用于所述卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，所述锁相环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行；以及

比特校验模块，用于所述锁相环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，在一种可能的实现方式中，所述卫星导航信号包括北斗卫星导航信号、GPS导航信号、GLONASS导航信号以及Galileo导航信号中的一种或多种，所述比特同步模块包括：

缓存单元，用于对稳定跟踪的信号通道，依次缓存I路、Q路两路的累加量；以20ms比特宽度为单位将所述GPS导航信号的累加量进行缓存，和/或以10ms比特宽度为单位将所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿，并且在前10ms乘+1明德码，在后10ms乘-1明德码；所述缓存单元还用于在进入下一信号通道之前，释放当前信号通道所占用的资源，其中，在所述缓存或计算过程中如果所述信号通道失锁，则释放所述信号通道所占用的资源；

计算单元，对于所缓存的累加量，计算每一个比特位置对应的累加量的大小，基于最大累加量计算所述比特跳变边沿计算值。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，在一种可能的实现方式中，所述比特校验模块具体用于：

对于所述GPS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GPS导航信号比特同步及环路跟踪成功，若不一致，则通过锁频环跟踪环路重新跟踪所述GPS导航信号；

对于所述GLONASS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GLONASS导航信号的比特跳变边沿计算正确；若所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值相差10ms，则判断为比特跳变边沿计算正确，并且真实跳变边沿在距所述比特跳变边沿计算值1个明德码宽度上；否则，判断为比特同步校验不通过，通过锁频环跟踪环路重新跟踪所述GLONASS导航信号。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，在一种可能的实现方式中，所述锁相环跟踪模块还被配置为以所述比特跳变边沿计算值为起点，采用20ms相干累积的锁相环跟踪环路对GPS导航信号进行跟踪，采用10ms相干累积的锁相环跟踪环路对GLONASS导航信号进行跟踪。

如上所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，在一种可能的实现方式中，

所述锁频环跟踪环路还被配置为在最接近所述比特跳变边沿计算值的5ms范围内切换至所述锁相环跟踪环路；

所述锁频环跟踪模块采用5ms相干累积的所述锁频环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪；

所述锁相环跟踪模块采用20ms相干累积的所述锁相环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪。

为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案，一种GNSS接收机，包括上述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置。

通过采用上述技术方案，本发明的所达到的有益效果为：有效地利用相干积分特性保证了信号跟踪灵敏度，同时克服了长相干积分时间片内发生的比特沿翻转造成的能量损失问题；本发明所提供的方法及装置可广泛的应用于高轨GNSS接收机的环路设计中，同时也可以广泛的应用于高灵敏度GNSS接收机环路设计中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中基于能量直方图的比特同步的信号跟踪处理方法的示意图；

图2为本发明一个实施例提供的基于GNSS接收机的弱信号处理方法的示意图；

图3为本发明一个实施例提供的基于GNSS接收机的弱信号处理方法的流程图；

图4为本发明一个实施例提供的比特同步流程图；

图5为本发明一个实施例提供的基于GNSS接收机的弱信号处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

基于上述背景，本发明人提出了一种将不完全相干累积比特同步与相干累加环路相结合的跟踪环路处理方法，针对现有技术中的上述缺陷，对以下几个方面做出了改进：延长了锁相环路相干积分时间，从而锁相环满足弱信号跟踪需求；采用不完全相干累积比特同步，因而可适应于弱信号；比特同步先于锁相环跟踪执行，从而解决了长相干积分时间片内发生的比特沿翻转带来的能量积分损失问题。下面通过具体的实施例对本发明提供的方法及装置进行说明。

实施例1

如图2和3所示，分别为本发明一个实施例提供的基于GNSS接收机的弱信号处理方法的示意图和流程图，该方法主要包括以下步骤：

步骤S11、捕获卫星导航信号；

本实施例中，通过若干个通道捕获卫星导航信号，所捕获的卫星导航信号可以为GPS导航信号、GLONASS导航信号、BD信号以及Galileo信号中的一种或多种，在图2所示的实施例中，以若干个GPS通道捕获GPS导航信号，以及若干个GLONASS通道捕获GLONASS导航信号为例进行说明。

步骤S12、通过锁频环(FLL)跟踪环路跟踪所捕获的卫星导航信号。

具体地，采用5ms相干累积的2阶锁频环跟踪环路对导航信号进行跟踪。

步骤S13、锁频环稳定跟踪后，剩余多普勒频偏被限制在较小的范围内，然后通过第一次不完全相干累积比特同步对所捕获的卫星导航信号进行处理，计算导航信号的比特跳变边沿。

如具体而言，本步骤中，如果通过锁频环跟踪所捕获的卫星导航信号的能量值在一时间段内一直大于某一设定阈值，则认为锁频环稳定跟踪。稳定跟踪之后，剩余多普勒频偏被限制在例如100Hz之内，然后进行不完全相干累积比特同步处理。该处理包括：

步骤S131、依次，例如按照图2中所示的顺序查询待进行比特同步，即满足锁频环稳定跟踪条件的通道；

步骤S132、对符合条件的每个通道，同时缓存其I路、Q路两路的累加量，缓存区大小为自适应长度；

步骤S133、以20ms比特宽度为单位将GPS导航信号的累加量进行缓存，并以10ms比特宽度为单位将GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿；

步骤S134、对于所缓存的数据，计算每一个比特位置对应的累积能量的大小，将累积能量最大的比特位置作为比特跳变边沿计算值，并将该比特跳变边沿计算值反馈给现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)进行边沿比特调整。

上述不完全相干累积比特同步处理与传统的基于直方图的比特同步处理不同，需要先将累加量进行缓存，再处理缓存数据计算比特跳变边沿。数据区缓存以及算法复杂度都需要大量DSP资源做支撑，资源的优化是工程实际应用的关键。本发明提出了通道共用的比特同步处理方式，以节省DSP资源。对于具备比特同步开始条件的通道，顺序利用通用比特同步模块进行缓存累加量和计算处理，并在进行下一通道的处理之前，释放所占用的通用比特同步模块的资源。并设定通道中途异常退出机制，当某一通道在比特同步过程中失锁时，即其导航信号的能量值低于设定阈值时，放弃跟踪，迅速将通用比特同步模块释放供其他通道利用。

此外，由于20ms相干累积的锁相环路必须在已知比特边沿条件下进行，因此本发明中在锁频环跟踪环路切换到锁相环跟踪环路之前提前进行比特同步调整，并采用不完全相干累积方式。不完全相干累积比特同步可以适应一定范围的多普勒频偏，并且具有能量累加适应弱信号的特性，而且在不完全相干累积比特同步过程中始终保持锁频环跟踪状态。

步骤S14、所捕获的卫星导航信号从锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，以步骤S13中所确定的比特跳变边沿计算值为起点，采用20ms相干累积的锁相环对GPS导航信号进行跟踪，采用10ms相干累积的锁相环对GLONASS导航信号进行跟踪。

而且，本实施例中的锁相环跟踪回路由2阶锁相环(图2中的PLL2)以及3阶锁相环(图2中的PLL3)组成。

由此，可保证锁相环相干积分在同一比特宽度下进行，避免比特跳变造成的能量损失。本实施例中考虑了锁频环至锁相环的切换为平稳无缝隙过渡，由于锁相环路必须从比特跳变边沿处开始累加，为避免环路空闲等待，由于锁频环更新频率为5ms，在一个比特长度内更新4次，优选地，锁频环跟踪环路在最接近于比特跳变边沿计算值的5ms时间段范围内切换至锁相环跟踪环路。

步骤S15、锁相环稳定跟踪后，对卫星导航信号进行第二次不完全相干累积比特同步校验，缓存卫星导航信号的累加量并计算比特跳变边沿校验值；

具体地，对于GPS导航信号，判断比特跳变边沿校验值与比特跳变边沿计算值是否一致，若一致，则判断为比特同步及环路跟踪成功，若不一致，则进入锁频环跟踪环路重新执行步骤S12-S15。

对于GLONASS导航信号，判断比特跳变边沿校验值与比特跳变边沿计算值是否一致，若一致，则判断为比特跳变边沿计算正确；若两次比特跳变边沿相差10ms，也判断为比特跳变边沿计算正确，并且真实比特跳变边沿在距比特跳变边沿计算值的1个明德码宽度上；否则，即除上述两种情况之外的情况，判断为比特同步校验不通过，进入锁频环重新执行步骤S12-S15。

其中，在对GLONASS导航信号的累加量进行缓存时，在前10ms乘+1明德码，在后10ms乘-1明德码，以去除码调制影响。

如图4所示，GLONASS导航信号的比特宽度为20ms，但GLONASS导航信号上调制有10ms长度的明德码信息，如果采用单一的20ms不完全相干累积比特同步算法，可能能够找到正确的GLONASS比特跳变边沿位置，也可能找到的是10ms明德码跳变边沿位置，即相差10ms，因而这个结果不一定是准确的，不能进行电文帧同步处理。为解决该问题，本实施例中采用了两次比特同步算法：第一次以10ms明德码宽度为单位进行GLONASS导航信号累加量缓存，计算明德码调制的电文跳变边沿，此时可能会将明德码跳变位置当做电文边沿；然后将PLL锁相环路可能的相干累积时间延长至10ms，并在锁相环稳定跟踪后进行第二次比特同步校验处理，第二次比特同步通过对缓存数据做明德码去除处理，实现真实比特跳变边沿获取。具体为，在10ms对齐的条件下去除调制的明德码信号，以20ms比特信息宽度为单位对GLONASS导航信号进行累加量缓存，以10ms边沿做明德码剔除，剔除后的信息码再次进行比特同步计算，从而计算出真实的GLONASS比特边沿位置。

实施例2

如图5所示，为本发明一个实施例提供的基于GNSS接收机的弱信号处理装置的结构示意图，该装置100包括：捕获模块10、锁频环跟踪模块20、比特同步模块30、锁相环跟踪模块40以及比特校验模块50。

参见实施例1中的描述，其中，捕获模块10用于捕获卫星导航信号；锁频环跟踪模块20用于通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；比特同步模块30用于在锁频环稳定跟踪之后，剩余多普勒频偏被锁定在限制范围内，并通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值；锁相环跟踪模块40用于卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，以比特跳变边沿计算值为起点进行所述卫星导航信号的相干累积；比特校验模块50用于锁相环稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功。

上述卫星导航信号可以包括北斗卫星导航信号、GPS导航信号、GLONASS导航信号以及Galileo导航信号中的一种或多种，比特同步模块20具体包括：缓存单元，用于对稳定跟踪的信号通道，依次缓存I路、Q路两路的累加量；以20ms比特宽度为单位将所述GPS导航信号的累加量进行缓存，和/或以10ms比特宽度为单位将所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿，并且在前10ms乘+1明德码，后10ms乘-1明德码；所述缓存单元还用于在进入下一信号通道之前，释放当前信号通道所占用的资源；计算单元，对于所缓存的累加量，计算每一个比特位置对应的累积能量的大小，将最大累积能量对应的位置作为比特跳变边沿计算值。比特校验模块50具体用于：对于GPS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为GPS导航信号比特同步及环路跟踪成功，若不一致，则通过锁频环跟踪环路重新跟踪所述GPS导航信号；对于GLONASS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GLONASS导航信号的比特跳变边沿计算正确；若所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值相差10ms，则判断为比特跳变边沿计算正确，并且真实跳变边沿在距所述比特跳变边沿计算值1个明德码宽度上；否则，判断为比特同步校验不通过，通过锁频环跟踪环路重新跟踪所述GLONASS导航信号。

锁相环跟踪模块40还被配置为以所述比特跳变边沿计算值为起点，采用20ms相干累积的锁相环对GPS导航信号进行跟踪，采用10ms相干累积的锁相环对GLONASS导航信号进行跟踪。

锁频环跟踪环路还被配置为在最接近所述比特跳变边沿计算值的5ms范围内切换至锁相环跟踪环路。

锁频环跟踪模块20采用5ms相干累积的所述锁频环对所述卫星导航信号进行跟踪。

锁相环跟踪模块40采用20ms相干累积的所述锁相环对所述卫星导航信号进行跟踪。

本发明提供的方法及装置有效的适用于高轨道GNSS接收机低信噪比且带有高动态特性的信号环境。适应星载动态环境，最有效的方法是增加环路噪声带宽和减少预检积分时间，但是为了减小噪声的影响和提高跟踪精度，需要减小环路噪声带宽和延长预检积分时间(即相干积分时间)。本方法及装置在克服这两者的矛盾上采取了参数设计最优折中处理，信号捕获后转为5ms相干累加的2阶锁频环，稳定后采用GPS20ms/GLONASS10ms相干累积的3阶锁相环。

实施例3

本实施例提供了一种GNSS接收机，包括上述实施例2中的基于GNSS接收机的弱信号处理装置。

以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，包括：

捕获卫星导航信号；

通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；

所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值；

所述卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，所述锁相环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行；以及

所述锁相环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功。

2.如权利要求1所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，所述卫星导航信号包括北斗卫星导航信号、GPS导航信号、GLONASS导航信号以及Galileo导航信号中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，

所述通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值包括：

对稳定跟踪的信号通道，同时缓存I路、Q路两路的累加量；以20ms比特宽度为单位将所述GPS导航信号的累加量进行缓存，和/或以10ms比特宽度为单位将所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿；

对于所缓存的累加量，计算每一个比特位置对应的累积能量，将最大累积能量对应的位置作为所述比特跳变边沿计算值；在进入下一信号通道之前，释放当前信号通道所占用的资源，

其中，在所述缓存或计算过程中如果所述信号通道失锁，则释放所述信号通道所占用的资源。

4.如权利要求2所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，所述在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功包括：

对于所述GPS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与其所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GPS导航信号比特同步及环路跟踪成功，若不一致，则通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GPS导航信号；

对于所述GLONASS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与其所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GLONASS导航信号的比特跳变边沿计算正确；若所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值相差10ms，则判断为比特跳变边沿计算正确，并且真实比特跳变边沿在距所述比特跳变边沿计算值1个明德码宽度上；否则，判断为比特同步校验不通过，通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GLONASS导航信号。

5.如权利要求2所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，所述通过第二次不完全相干累积比特同步对所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存时，在前10ms乘+1明德码，在后10ms乘-1明德码。

6.如权利要求2所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，所述锁相环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行包括：

以所述比特跳变边沿计算值为起点，采用20ms相干累积的锁相环跟踪环路对GPS导航信号进行跟踪，采用10ms相干累积的锁相环跟踪环路对GLONASS导航信号进行跟踪。

7.如权利要求1-6任一项所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，还包括：所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，剩余多普勒频偏被锁定在100Hz之内。

8.如权利要求1-6任一项所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，所述锁频环跟踪环路在最接近所述比特跳变边沿计算值的5ms范围内切换至所述锁相环跟踪环路。

9.如权利要求1-6任一项所述的基于GNSS接收机的弱信号处理方法，其特征在于，采用5ms相干累积的所述锁频环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪，采用20ms相干累积的所述锁相环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪。

10.一种基于GNSS接收机的弱信号处理装置，其特征在于，包括：

捕获模块，用于捕获卫星导航信号；

锁频环跟踪模块，用于通过锁频环跟踪环路跟踪所述卫星导航信号；

比特同步模块，用于在所述锁频环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第一次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿计算值；

锁相环跟踪模块，用于所述卫星导航信号从所述锁频环跟踪环路进入锁相环跟踪环路，所述锁相环跟踪环路的相干累积以所述比特跳变边沿计算值为起点进行；以及

比特校验模块，用于所述锁相环跟踪环路稳定跟踪之后，通过第二次不完全相干累积比特同步对所述卫星导航信号的累加量进行缓存，计算所述卫星导航信号的比特跳变边沿校验值，并在所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值一致时判断为环路跟踪成功。

11.如权利要求10所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，其特征在于，所述卫星导航信号包括北斗卫星导航信号、GPS导航信号、GLONASS导航信号以及Galileo导航信号中的一种或多种，所述比特同步模块包括：

缓存单元，用于对稳定跟踪的信号通道，同时缓存I路、Q路两路的累加量；以20ms比特宽度为单位将所述GPS导航信号的累加量进行缓存，和/或以10ms比特宽度为单位将所述GLONASS导航信号的累加量进行缓存，并计算明德码跳变边沿，并且在前10ms乘+1明德码，在后10ms乘-1明德码；所述缓存单元还用于在进入下一信号通道之前，释放当前信号通道所占用的资源，其中，在所述缓存或计算过程中如果所述信号通道失锁，则释放所述信号通道所占用的资源；

计算单元，用于对于所缓存的累加量，计算每一个比特位置对应的累加量的大小，基于最大累加量计算所述比特跳变边沿计算值。

12.如权利要求11所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，其特征在于，所述比特校验模块具体用于：

对于所述GPS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GPS导航信号比特同步及环路跟踪成功，若不一致，则通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GPS导航信号；

对于所述GLONASS导航信号，判断其所述比特跳变边沿校验值是否与所述比特跳变边沿计算值一致，若一致，则判断为所述GLONASS导航信号的比特跳变边沿计算正确；若所述比特跳变边沿校验值与所述比特跳变边沿计算值相差10ms，则判断为比特跳变边沿计算正确，并且真实比特跳变边沿在距所述比特跳变边沿计算值1个明德码宽度上；否则，判断为比特同步校验不通过，通过所述锁频环跟踪环路重新跟踪所述GLONASS导航信号。

13.如权利要求11所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，其特征在于，所述锁相环跟踪模块还被配置为以所述比特跳变边沿计算值为起点，采用20ms相干累积的锁相环跟踪环路对GPS导航信号进行跟踪，采用10ms相干累积的锁相环跟踪环路对GLONASS导航信号进行跟踪。

14.如权利要求10-13任一项所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置，其特征在于，

所述锁频环跟踪环路还被配置为在最接近所述比特跳变边沿计算值的5ms范围内切换至所述锁相环跟踪环路；

所述锁频环跟踪模块采用5ms相干累积的所述锁频环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪；

所述锁相环跟踪模块采用20ms相干累积的所述锁相环跟踪环路对所述卫星导航信号进行跟踪。

15.一种GNSS接收机，其特征在于，包括所述权利要求10-14任一项所述的基于GNSS接收机的弱信号处理装置。