CN105785404B - Boc信号的信号参数修正、boc信号跟踪方法和系统 - Google Patents

Boc信号的信号参数修正、boc信号跟踪方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种BOC信号的信号参数修正、BOC信号跟踪方法和系统，上述BOC信号的信号参数修正方法，包括如下步骤：获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。本发明提供的BOC信号的信号参数修正、BOC信号跟踪方法和系统可以实现对BOC信号各参数的准确跟踪，具备较好的跟踪效果。

Description

BOC信号的信号参数修正、BOC信号跟踪方法和系统
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种BOC信号的信号参数修正、BOC信号跟踪方法和系统。
背景技术
在BOC调制中，自相关函数呈现多峰特性，且峰值点数取决于子载波频率与扩频码速率的比值，子载波与伪码速率的比值越大，其自相关函数的多峰特性将会越明显，因此处理多峰带来的跟踪模糊度问题，是BOC信号跟踪需要解决的问题。
传统技术一般采用边带算法，将BOC信号近似看成两个BPSK信号之和，对BOC信号的边带近似于BPSK信号来处理；同时由于导频没有电文调制，且导频和数据两路载波相位关系固定，因此采用导频路跟踪，引导数据路解调，其联合数据和导频路进行跟踪，用边带方法来处理BOC信号，只能有效利用BOC一个边带的能量；导频路跟引导数据路解调则数据路的能量也无法用于跟踪，即使上述实现方式与处理传统的BPSK信号最接近，但能量的利用率比较低，故而载噪比较低，容易导致跟踪环路可能错误地锁定在边峰上，影响BOC信号的跟踪效果。
发明内容
基于此，有必要针对传统方案影响BOC信号跟踪效果的技术问题，提供一种BOC信号的信号参数修正、BOC信号跟踪方法和系统。
一种BOC信号的信号参数修正方法，包括如下步骤：
获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；其中，所述跟踪分量为所述卫星BOC信号的状态参数；
生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。
一种BOC信号的信号参数修正系统，包括：
第一获取模块，用于获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；其中，所述跟踪分量为所述卫星BOC信号的状态参数；
第二获取模块，用于生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
合并模块，用于将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
修正模块，用于根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。
上述BOC信号的信号参数修正方法和系统，通过获取捕获的卫星BOC信号，并从中获取跟踪分量，复制相应的本地BOC信号，生成导频伪码信号和数据伪码信号，分别获取跟踪分量对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量，并将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量合并为合并跟踪分量，利用上述合并跟踪分量对所本地BOC信号的频率、相位等信号参数进行修正，以根据修正后的BOC信号可以实现相应的卫星信号跟踪，其可以充分利用BOC信号各个边带上的能量，实现对卫星BOC信号各参数的准确跟踪，具备较好的跟踪效果。
一种BOC信号跟踪方法，包括如下步骤：
对卫星BOC信号进行捕获，得到捕获BOC信号；
根据所述捕获BOC信号复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并获取捕获BOC信号对应的跟踪分量；
生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正，得到修正BOC信号；
根据所述修正BOC信号跟踪所述卫星BOC信号。
一种BOC信号跟踪系统，包括：
捕获模块，用于对卫星BOC信号进行捕获，得到捕获BOC信号；
第三获取模块，用于根据所述捕获BOC信号复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并获取捕获BOC信号对应的跟踪分量；
第二获取模块，用于生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
合并模块，用于将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
修正模块，用于根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正，得到修正BOC信号；
跟踪模块，用于根据所述修正BOC信号跟踪所述卫星BOC信号。
上述BOC信号跟踪方法和系统，首先对卫星BOC信号进行捕获，通过获取捕获的卫星BOC信号，并从中获取跟踪分量，复制相应的本地BOC信号，生成导频伪码信号和数据伪码信号，从而分别获取跟踪分量对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量，以得到相应的合并跟踪分量，利用上述合并跟踪分量对捕获BOC信号的信号参数进行修正，再根据修正后的修正BOC信号进行卫星BOC信号的跟踪，使上述BOC信号的跟踪过程中可以充分利用BOC信号各个边带上的能量，进行对相应卫星BOC信号各参数的准确跟踪。上述BOC信号跟踪方法一方面通过导频伪码信号和数据伪码信号中相应分量的相干累加结果的联合处理，提高了信号的信噪比，有利于提升跟踪灵敏度；另一方面，通过增加子载波环路处理，去除BOC信号跟踪的模糊性，并且利用子载波参与测距，可以提高伪码伪距的测量精度。
附图说明
图1为一个实施例的BOC信号的信号参数修正方法流程图；
图2为一个实施例的BOC信号的信号参数修正系统结构示意图；
图3为一个实施例的BOC信号跟踪方法流程图；
图4为一个实施例的BOC信号跟踪方法实现过程示意图；
图5为一个实施例的BOC信号跟踪方法仿真示意图；
图6为一个实施例的BOC信号跟踪系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的BOC(二进制偏移载波)信号的信号参数修正、BOC信号跟踪方法和系统的具体实施方式作详细描述。
参考图1，图1所示为一个实施例的BOC信号的信号参数修正方法流程图，包括如下步骤：
S20，获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；其中，所述跟踪分量为所述卫星BOC信号的状态参数；
上述步骤之前可以先通过初始化跟踪环路对相应的卫星BOC信号进行捕获处理，获取经过捕获处理估计出的BOC信号的载波多普勒频率、码相位及子载波相位等可以表明卫星BOC信号状态的跟踪分量。由于捕获过程中各种噪声、干扰等因素的存在，上述捕获的BOC信号与相应的卫星BOC信号相比，两者之间的频率、相位等信号参数之间存在相应的差异。
上述取跟踪分量可以包括同相支路的时间状态分量和正交支路的时间状态分量；上述同相支路的时间状态分量可以包括同相超前分量WIE、同相即时分量WIP和同相滞后分量WIL，上述正交支路的时间状态分量可以包括正交超前分量WQE、正交即时分量WQP和正交滞后分量WQL。
S30，生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
上述导频伪码信号和数据伪码信号可以由同一个码数字控制振荡器生成，上述导频伪码信号可以包括导频超前支路、导频即时支路和导频滞后支路，上述数据伪码信号可以包括数据超前支路、数据即时支路和数据滞后支路。上述导频跟踪分量可以利用导频伪码信号的各个支路分别与跟踪分量相乘相关得到；上述数据跟踪分量也可以利用数据伪码信号的各个支路分别与跟踪分量相乘相关得到。
S40，将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
上述步骤可以根据导频跟踪分量和数据跟踪分量的特点，进行相应的加权求和，以实现两者的合并，得到相应的合并跟踪分量。
S50，根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。
上述本地BOC信号的信号参数可以包括频率、相位、幅值等信号参数。根据合并跟踪分量可以获取相应的频率修正值、相位修正值等修正参数以实现对上述本地BOC信号的信号参数的修正；修正后的BOC信号与实际的卫星BOC信号更加接近，两者相比，具有较小的误差，利用上述修正后的BOC信号可以实现对实际的卫星BOC信号的准确跟踪。
本实施例提供的BOC信号的信号参数修正方法，通过获取捕获的卫星BOC信号，并从中获取跟踪分量，复制相应的本地BOC信号，生成导频伪码信号和数据伪码信号，分别获取跟踪分量对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量，并将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量合并为合并跟踪分量，利用上述合并跟踪分量对所本地BOC信号的频率、相位等信号参数进行修正，以根据修正后的BOC信号可以实现相应的卫星信号跟踪，其可以充分利用BOC信号各个边带上的能量，实现对卫星BOC信号各参数的准确跟踪，具备较好的跟踪效果。
在一个实施例中，上述根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量的过程可以包括：
利用载波数字控制振荡器生成BOC信号的同相载波和正交载波；
将所述同相载波和正交载波分别与所述卫星BOC信号混频得到同相支路和正交支路；
根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量。
上述同相支路和正交支路可以分别和子载波NCO生成的子载波信号相乘相关，分别获取同相支路和正交支路的超前分量、即时分量和滞后分量。上述子载波NCO生成的子载波信号可以包括超前支路、即时支路和滞后支路，将同相支路与相应的子载波信号相乘相关后得到同相超前支路、同相即时支路和同相滞后支路三条支路，从上述三条支路取中间值便可以得到同相超前分量WIE、同相即时分量WIP和同相滞后分量WIL这三个跟踪分量；将正交支路与相应的子载波信号相乘相关后得到正交超前支路、正交即时支路和正交滞后支路三条支路，从上述三条支路取中间值便可以得到正交超前分量WQE、正交即时分量WQP和正交滞后分量WQL这三个跟踪分量。
作为一个实施例，上述根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量的过程可以包括：
利用子载波数字控制振荡器生成包括超前支路、即时支路和滞后支路的子载波信号；
分别将所述同相支路和正交支路与所述子载波信号相乘相关，得到子载波同相信号和子载波正交信号；
从所述子载波同相信号中获取各个支路的中间值，得到子载波同相信号的WIE、WIP和WIL；其中，WIE同相超前分量，WIP为同相即时分量，WIL同相滞后分量；
从所述子载波正交信号中获取各个支路的中间值，得到子载波正交信号的WQE、WQP和WQL，WQE为正交超前分量、WQP为正交即时分量，WQL为正交滞后分量。
上述各分量中的下标可以表示该分量的状态，其中，下标I表示同相，下标Q表示正交，下标E表示超前，下标P表示即时，下标P表示滞后，例如，上述WQP为正交即时分量。
本实施例获取多个可以表明相应BOC信号各个时间状态的跟踪分量，进行后续相关处理，得到相应的修正系数，可以提高所得到的修正系数的完整性。
作为一个实施例，上述生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量的过程可以包括：
利用伪码数字控制振荡器生成导频伪码信号以及数据伪码信号；其中，所述导频伪码信号包括PE、PP和PL三个支路，PE为导频超前支路，PP为导频即时支路，PL为导频滞后支路；所述数据伪码信号包括DE、DP和DL三个支路，DE为数据超前支路、DP为数据即时支路，DL为数据滞后支路；
根据PP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]计算得到导频跟踪分量中的PIEP、PIPP、PILP、PQEP、PQPP和PQLP；其中，PP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]表示依次从WIE、WIP、WILWQE、WQP和WQL中选取参数与PP进行相乘相关运算，PIEP表示导频同相超前-即时分量，PIPP表示导频同相即时-即时分量，PILP表示导频同相滞后-即时分量，PQEP表示导频正交超前-即时分量，PQPP表示导频正交即时-即时分量，PQLP表示导频正交滞后-即时分量；
根据PE*U[WIP,WQP]计算得到导频跟踪分量中的PIPE和PQPE；其中，PE*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与PE进行相乘相关运算，PIPE表示导频同相即时-超前分量，PQPE表示导频正交即时-超前分量；
根据PL*U[WIP,WQP]计算得到导频跟踪分量中的PIPL和PQPL；其中，PL*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与PL进行相乘相关运算，PIPL表示导频同相即时-滞后分量，PQPL表示导频正交即时-滞后分量；
根据DP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]计算得到数据跟踪分量中的DIEP、DIPP、DILP、DQEP、DQPP和DQLP；其中，DP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]表示依次从WIE、WIP、WIL WQE、WQP和WQL中选取参数与DP进行相乘相关运算，DIEP表示数据同相超前-即时分量，DIPP表示数据同相即时-即时分量，DILP表示数据同相滞后-即时分量，DQEP表示数据正交超前-即时分量，DQPP表示数据正交即时-即时分量，DQLP表示数据正交滞后-即时分量；
根据DE*U[WIP,WQP]计算得到数据跟踪分量中的DIPE和DQPE；其中，DE*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与DE进行相乘相关运算，DIPE表示数据同相即时-超前分量，DQPE表示数据正交即时-超前分量；
根据DL*U[WIP,WQP]计算得到数据跟踪分量中的DIPL和DQPL；其中，DL*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与DL进行相乘相关运算，DIPL表示数据同相即时-滞后分量，DQPL表示数据正交即时-滞后分量。
上述符号“*U[]”可以表示从U[]所包括的参数中依次选取各参数与符号“*”之前的参数相乘相关，例如，DL*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与DL进行相乘相关运算。
作为一个实施例，上述将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量的过程可以包括：
根据符号确定公式确定累加符号；其中所述累加公式为：
式中，sign为累加符号，PIPP为导频跟踪分量中的同相即时-即时分量，DIPP为数据跟踪分量中的同相即时-即时分量；
分别将状态相同(下标相同)的导频跟踪分量和数据跟踪分量代入分量合并公式进行合并，得到合并跟踪分量PDIEP、PDIPP、PDILP、PDQEP、PDQPP、PDQLP、PDIPE、PDQPE、PDIPL和PDQPL；其中，所述分量合并公式为：PD＝P+sign*D，PD表示合并跟踪分量，P表示导频跟踪分量，D表示数据跟踪分量，符号“*”表示相乘相关；PDIEP表示合并同相超前-即时分量，PDIPP表示合并同相即时-即时分量，PDILP表示合并同相滞后-即时分量，PDQEP表示合并正交超前-即时分量，PDQPP表示合并正交即时-即时分量，PDQLP表示合并正交滞后-即时分量，PDIPE表示合并同相即时-超前分量，PDQPE表示合并正交即时-超前分量，PDIPL表示合并同相即时-滞后分量，PDQPL表示合并正交即时-滞后分量。
作为一个实施例，上述根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正的过程可以包括：
根据PDIPP和PDQPP获取Pcross和Pdot，将所述Pcross和Pdot代入鉴频器获取频率修正值，根据所述频率修正值修正本地BOC信号的频率参数；其中，所述Pcross表示PDIPP和PDQPP的叉积，所述Pdot表示PDIPP和PDQPP的点积；
将PDIPP和PDQPP代入鉴相器获取相位修正值，根据所述相位修正值修正本地BOC信号的相位参数；
根据PDIPE和PDQPE获取码超前能量幅值，根据PDIPL和PDQPL获取码滞后能量幅值，将码超前能量幅值和码滞后能量幅Lc代入码鉴相器获取码相位修正值，根据所述码相位修正值修正本地BOC信号的码相位参数；
根据PDIEP和PDQEP获取子载波超前能量幅值，根据PDILP和PDQLP获取子载波滞后能量幅值，将子载波超前能量幅值和子载波滞后能量幅值代入子载波鉴相器获取子载波相位修正值，根据所述子载波相位修正值修正本地BOC信号的子载波相位参数。
上述各分量中的下标可以表示该分量的状态，两个参数的下标相同表明两者的状态相同，其中，下标I表示同相，下标Q表示正交，下标E表示超前，下标P表示即时，下标P表示滞后；上述符号“-”前的状态对应于相应分量在BOC信号上的状态，符号“-”后的状态对应于相应分量在导频伪码信号或者数据伪码信号上的状态。
本实施例将导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并处理，使所得到的合并跟踪分量尽可能包括相应卫星BOC信号、导频伪码信号或者数据伪码信号上所需的状态信息，有利于充分利用BOC信号各个边带上的能量。
在一个实施例中，上述根据PDIPP和PDQPP获取Pcross和Pdot的过程可以包括：
将PDIPP和PDQPP分别代入叉积公式和点积公式计算叉积Pcross和点积Pdot；
所述叉积公式为：
所述点积公式为：
式中，PDQPP(k)为当前时刻的合并正交即时-即时分量，PDIPP(k)为当前的合并同相即时-即时分量，PDQPP(k-1)为前一时刻的合并正交即时-即时分量，PDIPP(k-1)为前一时刻的合并同相即时-即时分量，符号“*”表示相乘相关；
所述鉴频器为式中，Pcross表示叉积，Pdot表示点积，(t2-t1)表示当前时刻与前一时刻的时间间隔，Δfd表示频率修正值。
本实施例中，可以以预先设置的频率获取跟踪分量、导频跟踪分量和数据跟踪分量从而得到各个时刻对应的合并跟踪分量，上述频率可以根据BOC信号中的跟踪精度等需求进行设置，比例每秒获取一次跟踪分量、导频跟踪分量和数据跟踪分量，此时，当前时刻与前一时刻的时间间隔(t2-t1)便为一秒。
在一个实施例中，上述所述鉴相器为：式中，PDIPP为合并同相即时-即时分量，PDQPP为合并正交即时-即时分量，φk表示相位修正值。
在一个实施例中，上述根据PDIPE和PDQPE获取码超前能量幅值，根据PDIPL和PDQPL获取码滞后能量幅值的过程可以包括：
将PDIPE和PDQPE代入码超前能量幅值公式计算码超前能量幅值Ec；将PDIPL和PDQPL代入码滞后能量幅值公式计算码滞后能量幅值Lc；
所述码超前能量幅值公式为所述码滞后能量幅值公式为式中，PDIPE为合并同相即时-超前分量，PDQPE为合并正交即时-超前分量，PDIPL为合并同相即时-滞后分量，PDQPL为合并正交即时-滞后分量，Ec为码超前能量幅值，Lc为码滞后能量幅值；
所述码鉴相器为式中，dc为码相关器间距，Δτc为码相位值修正值。
在一个实施例中，上述根据PDIEP和PDQEP获取子载波超前能量幅值，根据PDILP和PDQLP获取子载波滞后能量幅值的过程可以包括：
将PDIEP和PDQEP代入子载波超前能量幅值公式计算子载波超前能量幅值Esc；将PDILP和PDQLP代入子载波滞后能量幅值公式计算子载波滞后能量幅值Lsc；
所述子载波超前能量幅值公式为所述子载波滞后能量幅值公式为式中，PDIEP为合并同相超前-即时分量，PDQEP为合并正交超前-即时分量，PDILP为合并同相滞后-即时分量，PDQLP为正交滞后-即时分量；
所述子载波鉴相器为式中，Esc为子载波超前能量幅值，Lsc为子载波滞后能量幅值，dsc为子载波相关器间距，Δτsc为子载波相位修正值。
参考图2，图2所示为一个实施例的BOC信号的信号参数修正系统结构示意图，包括：
第一获取模块20，用于获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；其中，所述跟踪分量为所述卫星BOC信号的状态参数；
第二获取模块30，用于生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
合并模块40，用于将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
修正模块50，用于根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。
本发明提供的BOC信号的信号参数修正系统与本发明提供的BOC信号的信号参数修正方法一一对应，在所述BOC信号的信号参数修正方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于BOC信号的信号参数修正系统的实施例中，特此声明。
参考图3，图3所示为一个实施例的BOC信号跟踪方法流程图，包括如下步骤：
S10，对卫星BOC信号进行捕获，得到捕获BOC信号；
上述步骤对相应的原始BOC信号进行捕获处理，以获取经过捕获处理估计出的卫星BOC信号的载波多普勒频率、码相位及子载波的相位等可以表明卫星BOC信号状态的跟踪分量。由于捕获过程中各种噪声、干扰等因素的存在，上述捕获的BOC信号与相应的原始BOC信号相比，两者之间的频率、相位等信号参数之间存在相应的差异。
S22，根据所述捕获BOC信号复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并获取捕获BOC信号对应的跟踪分量；
上述取跟踪分量可以包括同相支路的时间状态分量和正交支路的时间状态分量；上述同相支路的时间状态分量可以包括同相超前分量WIE、同相即时分量WIP和同相滞后分量WIL，上述正交支路的时间状态分量可以包括正交超前分量WQE、正交即时分量WQP和正交滞后分量WQL。
S30，生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
上述导频伪码信号和数据伪码信号可以由同一个码数字控制振荡器生成，上述导频伪码信号可以包括导频超前支路、导频即时支路和导频滞后支路，上述数据伪码信号可以包括数据超前支路、数据即时支路和数据滞后支路。上述导频跟踪分量可以利用导频伪码信号的各个支路分别与跟踪分量相乘相关得到；上述数据跟踪分量也可以利用数据伪码信号的各个支路分别与跟踪分量相乘相关得到。
S40，将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
上述步骤可以根据导频跟踪分量和数据跟踪分量的特点，进行相应的加权求和，以实现两者的合并，得到相应的合并跟踪分量。
S50，根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正，得到修正BOC信号；
上述本地BOC信号的信号参数可以包括频率、相位、幅值等信号参数。根据合并跟踪分量可以获取相应的频率修正值、相位修正值等修正参数以实现对上述本地BOC信号的信号参数的修正；修正后的BOC信号与实际的卫星BOC信号更加接近，两者相比，具有较小的误差，利用上述修正后的BOC信号可以实现对实际的卫星BOC信号的准确跟踪。
S60，根据所述修正BOC信号跟踪所述卫星BOC信号。
本实施例提供的BOC信号跟踪方法，首先对卫星BOC信号进行捕获，通过获取捕获的卫星BOC信号，并从中获取跟踪分量，复制相应的本地BOC信号，生成导频伪码信号和数据伪码信号，从而分别获取跟踪分量对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量，以得到相应的合并跟踪分量，利用上述合并跟踪分量对捕获BOC信号的信号参数进行修正，再根据修正后的修正BOC信号进行卫星BOC信号的跟踪，使上述BOC信号的跟踪过程中可以充分利用BOC信号各个边带上的能量，进行对相应卫星BOC信号各参数的准确跟踪。上述BOC信号跟踪方法一方面通过导频伪码信号和数据伪码信号中相应分量的相干累加结果的联合处理，提高了信号的信噪比，有利于提升跟踪灵敏度；另一方面，通过增加子载波环路处理，去除BOC信号跟踪的模糊性，并且利用子载波参与测距，可以提高伪码伪距的测量精度。
本发明提供的BOC信号跟踪方法的实现过程还可以如图4所示，如图4所示，对原始的卫星BOC信号BOC(m,n)进行捕获后，利用载波NCO生成BOC信号的同相载波WI和正交载波WQ，将同相载波WI和正交载波WQ分别与中频信号相乘相关得到同相支路和正交支路，利用子载波NCO生成包括超前支路、即时支路和滞后支路的子载波信号，分别将同相支路和正交支路与所述子载波信号相乘相关，得到子载波同相信号和子载波正交信号；从所述子载波同相信号中获取各个支路的中间值，得到子载波同相信号的WIE、WIP和WIL，从所述子载波正交信号中获取各个支路的中间值，得到子载波正交信号的WQE、WQP和WQL。
利用载波数字控制振荡器(码NCO)生成导频伪码信号和数据伪码信号；所述导频伪码信号包括PE、PP和PL三个支路，所述数据伪码信号包括DE、DP和DL三个支路，利用图4所示的各个运算器分别进行PP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]、PE*U[WIP,WQP]、PL*U[WIP,WQP]、DP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]、DE*U[WIP,WQP]、DL*U[WIP,WQP]等运算得到PIEP、PIPE、PIPP、PIPL、PILP、PQEP、PQPE、PQPP、PQPL、PQLP、DIEP、DIPE、DIPP、DIPL、DILP、DQEP、DQPE、DQPP、DQPL、DQLP二十个跟踪分量对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量，再将上述二十个导频跟踪分量和数据跟踪分量分别输入载波鉴相器(鉴相器)和环路滤波器、码鉴相器和环路滤波器、子载波鉴相器和环路滤波器等工具获取频率修正值、相位修正值、码幅值修正值和子载波幅值修正值等参数修正值，以进行捕获BOC信号相应信号参数的修正，利用修正后的BOC信号实现对相应卫星BOC信号的跟踪。
在一个实施例中，可以对Galileo导航系统的E1频点进行接收处理。E1频点民用部分导频路为E1C,数据路为E1B，导频和数据的功率比为1:1。调制方式都为CBOC(6,1,1/11)，其中BOC(1,1)和BOC(6,1)的功率比为10:1，因此可近似作为BOC(1,1)信号。导频数据载波相位为同相，伪码周期为4ms(毫秒)。设置相干积分时间为：4ms。对PRN12号卫星信号进行跟踪。相关环路工作的流程可以如下：
捕获完成后获得粗略的载波频率、码频率、子载波频率转入跟踪，载波环、码环、子载波环开始工作。
载波环包括载波NCO生成同相载波和正交载波、导频数据路相关器、载波环鉴相器和环路滤波器；码环包括码发生器生成导频和数据的伪码、导频数据路相关器、码波环鉴相器和环路滤波器；子载波环包括子载波生成导频和数据的子载波方波、导频数据路相关器、码波环鉴相器和环路滤波器。
载波NCO生成同相载波和正交载波与中频信号相乘相关后，获得中间值WI、WQ
子载波方波的超前、即时、滞后三个支路分别与WI、WQ相乘相关，获得六路中间值WIL、WIP、WIE、WQL、WQP、WQE。
导频和数据的伪码信号各自的即时路支路分别与WIL、WIP、WIE、WQL、WQP、WQE相乘相关，而各自的超前支路和滞后支路只需和WIP、WQP相乘相关，一共构成了20个相干积分累加值(导频跟踪分量和数据跟踪分量分)。
进行4ms时间内的相干积分，将导频和数据的各10路积分结果进行整合，生成新的10路积分累加值。
载波环、码环、子载波环根据10路路积分累加值进行鉴别器和环路滤波器计算得到相应的参数修正值。
利用上述BOC信号跟踪方法进行相应信号跟踪，仿真结果可以如图5所示，图5中，横坐标表示积分周期，单位为毫秒，纵坐标表示载噪比，单位为分贝-赫兹(dB-Hz)。图5表明单边带导频跟踪算法只使用了导频的1/2的能量；单边带导频数据联合跟踪算法使用了导频的1/2和数据的1/2的能量，本发明提供的BOC数据跟踪方法(三环导频数据联合跟踪算法)使用了整个导频路和整个数据路的能量。
参考图6，图6所示为一个实施例的BOC信号跟踪系统结构示意图，包括：
捕获模块10，用于对卫星BOC信号进行捕获，得到捕获BOC信号；
第三获取模块22，用于根据所述捕获BOC信号复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并获取捕获BOC信号对应的跟踪分量；
第二获取模块30，用于生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
合并模块40，用于将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
修正模块50，用于根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正，得到修正BOC信号；
跟踪模块60，用于根据所述修正BOC信号跟踪所述卫星BOC信号。
本发明提供的BOC信号跟踪系统与本发明提供的BOC信号跟踪方法一一对应，在所述BOC信号跟踪方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于BOC信号跟踪系统的实施例中，特此声明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；其中，所述跟踪分量为所述卫星BOC信号的状态参数；所述根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量的过程包括：
利用载波数字控制振荡器生成BOC信号的同相载波和正交载波；
将所述同相载波和正交载波分别与所述卫星BOC信号混频得到同相支路和正交支路；
根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量；
生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。
2.根据权利要求1所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量的过程包括：
利用子载波数字控制振荡器生成包括超前支路、即时支路和滞后支路的子载波信号；
分别将所述同相支路和正交支路与所述子载波信号相乘相关，得到子载波同相信号和子载波正交信号；
从所述子载波同相信号中获取各个支路的中间值，得到子载波同相信号的WIE、WIP和WIL；其中，WIE同相超前分量，WIP为同相即时分量，WIL同相滞后分量；
从所述子载波正交信号中获取各个支路的中间值，得到子载波正交信号的WQE、WQP和WQL，WQE为正交超前分量、WQP为正交即时分量，WQL为正交滞后分量。
3.根据权利要求2所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量的过程包括：
利用伪码数字控制振荡器生成导频伪码信号以及数据伪码信号；其中，所述导频伪码信号包括PE、PP和PL三个支路，PE为导频超前支路，PP为导频即时支路，PL为导频滞后支路；所述数据伪码信号包括DE、DP和DL三个支路，DE为数据超前支路、DP为数据即时支路，DL为数据滞后支路；
根据PP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]计算得到导频跟踪分量中的PIEP、PIPP、PILP、PQEP、PQPP和PQLP；其中，PP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]表示依次从WIE、WIP、WILWQE、WQP和WQL中选取参数与PP进行相乘相关运算，PIEP表示导频同相超前-即时分量，PIPP表示导频同相即时-即时分量，PILP表示导频同相滞后-即时分量，PQEP表示导频正交超前-即时分量，PQPP表示导频正交即时-即时分量，PQLP表示导频正交滞后-即时分量；
根据PE*U[WIP,WQP]计算得到导频跟踪分量中的PIPE和PQPE；其中，PE*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与PE进行相乘相关运算，PIPE表示导频同相即时-超前分量，PQPE表示导频正交即时-超前分量；
根据PL*U[WIP,WQP]计算得到导频跟踪分量中的PIPL和PQPL；其中，PL*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与PL进行相乘相关运算，PIPL表示导频同相即时-滞后分量，PQPL表示导频正交即时-滞后分量；
根据DP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]计算得到数据跟踪分量中的DIEP、DIPP、DILP、DQEP、DQPP和DQLP；其中，DP*U[WIE,WIP,WIL,WQE,WQP,WQL]表示依次从WIE、WIP、WIL WQE、WQP和WQL中选取参数与DP进行相乘相关运算，DIEP表示数据同相超前-即时分量，DIPP表示数据同相即时-即时分量，DILP表示数据同相滞后-即时分量，DQEP表示数据正交超前-即时分量，DQPP表示数据正交即时-即时分量，DQLP表示数据正交滞后-即时分量；
根据DE*U[WIP,WQP]计算得到数据跟踪分量中的DIPE和DQPE；其中，DE*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与DE进行相乘相关运算，DIPE表示数据同相即时-超前分量，DQPE表示数据正交即时-超前分量；
根据DL*U[WIP,WQP]计算得到数据跟踪分量中的DIPL和DQPL；其中，DL*U[WIP,WQP]表示依次从WIP和WQP中选取参数与DL进行相乘相关运算，DIPL表示数据同相即时-滞后分量，DQPL表示数据正交即时-滞后分量。
4.根据权利要求3所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量的过程包括：
根据符号确定公式确定累加符号；其中所述累加公式为：
<mrow> <mi>sign</mi> <mo>=</mo> <mfenced open='{' close=''> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mi>when</mi> <mo>|</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>D</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>D</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>|</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mi>when</mi> <mo>|</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>D</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>&lt;</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>D</mi> <mi>IPP</mi> </msub> <mo>|</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
式中，sign为累加符号，PIPP为导频跟踪分量中的同相即时-即时分量，DIPP为数据跟踪分量中的同相即时-即时分量；
分别将状态相同的导频跟踪分量和数据跟踪分量代入分量合并公式进行合并，得到合并跟踪分量PDIEP、PDIPP、PDILP、PDQEP、PDQPP、PDQLP、PDIPE、PDQPE、PDIPL和PDQPL；其中，所述分量合并公式为：PD＝P+sign*D，PD表示合并跟踪分量，P表示导频跟踪分量，D表示数据跟踪分量，符号“*”表示相乘相关；PDIEP表示合并同相超前-即时分量，PDIPP表示合并同相即时-即时分量，PDILP表示合并同相滞后-即时分量，PDQEP表示合并正交超前-即时分量，PDQPP表示合并正交即时-即时分量，PDQLP表示合并正交滞后-即时分量，PDIPE表示合并同相即时-超前分量，PDQPE表示合并正交即时-超前分量，PDIPL表示合并同相即时-滞后分量，PDQPL表示合并正交即时-滞后分量。
5.根据权利要求4所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正的过程包括：
根据PDIPP和PDQPP获取Pcross和Pdot，将所述Pcross和Pdot代入鉴频器获取频率修正值，根据所述频率修正值修正本地BOC信号的频率参数；其中，所述Pcross表示PDIPP和PDQPP的叉积，所述Pdot表示PDIPP和PDQPP的点积；
将PDIPP和PDQPP代入鉴相器获取相位修正值，根据所述相位修正值修正本地BOC信号的相位参数；
根据PDIPE和PDQPE获取码超前能量幅值，根据PDIPL和PDQPL获取码滞后能量幅值，将码超前能量幅值和码滞后能量幅Lc代入码鉴相器获取码相位修正值，根据所述码相位修正值修正本地BOC信号的码相位参数；
根据PDIEP和PDQEP获取子载波超前能量幅值，根据PDILP和PDQLP获取子载波滞后能量幅值，将子载波超前能量幅值和子载波滞后能量幅值代入子载波鉴相器获取子载波相位修正值，根据所述子载波相位修正值修正本地BOC信号的子载波相位参数。
6.根据权利要求5所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，
所述根据PDIPP和PDQPP获取Pcross和Pdot的过程包括：
将PDIPP和PDQPP分别代入叉积公式和点积公式计算叉积Pcross和点积Pdot；
所述叉积公式为：
所述点积公式为：
式中，PDQPP(k)为当前时刻的合并正交即时-即时分量，PDIPP(k)为当前的合并同相即时-即时分量，PDQPP(k-1)为前一时刻的合并正交即时-即时分量，PDIPP(k-1)为前一时刻的合并同相即时-即时分量，符号“*”表示相乘相关；
所述鉴频器为式中，Pcross表示叉积，Pdot表示点积，(t2-t1)表示当前时刻与前一时刻的时间间隔，Δfd表示频率修正值。
7.根据权利要求5所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述鉴相器为：式中，PDIPP为合并同相即时-即时分量，PDQPP为合并正交即时-即时分量，φk表示相位修正值。
8.根据权利要求5所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述根据PDIPE和PDQPE获取码超前能量幅值，根据PDIPL和PDQPL获取码滞后能量幅值的过程包括：
将PDIPE和PDQPE代入码超前能量幅值公式计算码超前能量幅值Ec；将PDIPL和PDQPL代入码滞后能量幅值公式计算码滞后能量幅值Lc；
所述码超前能量幅值公式为所述码滞后能量幅值公式为式中，PDIPE为合并同相即时-超前分量，PDQPE为合并正交即时-超前分量，PDIPL为合并同相即时-滞后分量，PDQPL为合并正交即时-滞后分量，Ec为码超前能量幅值，Lc为码滞后能量幅值；
所述码鉴相器为式中，dc为码相关器间距，Δτc为码相位修正值。
9.根据权利要求5所述的BOC信号的信号参数修正方法，其特征在于，所述根据PDIEP和PDQEP获取子载波超前能量幅值，根据PDILP和PDQLP获取子载波滞后能量幅值的过程包括：
将PDIEP和PDQEP代入子载波超前能量幅值公式计算子载波超前能量幅值Esc；将PDILP和PDQLP代入子载波滞后能量幅值公式计算子载波滞后能量幅值Lsc；
所述子载波超前能量幅值公式为所述子载波滞后能量幅值公式为式中，PDIEP为合并同相超前-即时分量，PDQEP为合并正交超前-即时分量，PDILP为合并同相滞后-即时分量，PDQLP为正交滞后-即时分量；
所述子载波鉴相器为式中，Esc为子载波超前能量幅值，Lsc为子载波滞后能量幅值，dsc为子载波相关器间距，Δτsc为子载波相位修正值。
10.一种BOC信号的信号参数修正系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取捕获的卫星BOC信号，复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并根据捕获的卫星BOC信号获取跟踪分量；其中，所述跟踪分量为所述卫星BOC信号的状态参数；所述第一获取模块进一步用于：
利用载波数字控制振荡器生成BOC信号的同相载波和正交载波；
将所述同相载波和正交载波分别与所述卫星BOC信号混频得到同相支路和正交支路；
根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量；
第二获取模块，用于生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
合并模块，用于将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
修正模块，用于根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正。
11.一种BOC信号跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
对卫星BOC信号进行捕获，得到捕获BOC信号；
根据所述捕获BOC信号复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并获取捕获BOC信号对应的跟踪分量；所述获取捕获BOC信号对应的跟踪分量的过程包括：
利用载波数字控制振荡器生成BOC信号的同相载波和正交载波；
将所述同相载波和正交载波分别与所述卫星BOC信号混频得到同相支路和正交支路；
根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量；
生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正，得到修正BOC信号；
根据所述修正BOC信号跟踪所述卫星BOC信号。
12.一种BOC信号跟踪系统，其特征在于，包括：
捕获模块，用于对卫星BOC信号进行捕获，得到捕获BOC信号；
第三获取模块，用于根据所述捕获BOC信号复制用于跟踪卫星BOC信号的本地BOC信号，并获取捕获BOC信号对应的跟踪分量；所第三获取模块进一步用于：
利用载波数字控制振荡器生成BOC信号的同相载波和正交载波；
将所述同相载波和正交载波分别与所述卫星BOC信号混频得到同相支路和正交支路；
根据所述同相支路和正交支路获取超前分量、即时分量和滞后分量，得到表明BOC信号超前、即时和滞后三种状态的跟踪分量；
第二获取模块，用于生成所述本地BOC信号对应的导频伪码信号和数据伪码信号，根据所述本地BOC信号获取跟踪分量分别在所述导频伪码信号和数据伪码信号上对应的导频跟踪分量和数据跟踪分量；
合并模块，用于将所述导频跟踪分量和数据跟踪分量进行合并，得到合并跟踪分量；
修正模块，用于根据所述合并跟踪分量对所述本地BOC信号的信号参数进行修正，得到修正BOC信号；
跟踪模块，用于根据所述修正BOC信号跟踪所述卫星BOC信号。
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