CN111158022B - 基于低轨卫星的接收机跟踪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法。该方法包括：利用低轨卫星在不同频段播发导航抗干扰增强信号；接收机利用导航抗干扰增强信号进行初始定位；接收机利用导航抗干扰增强信号获取当前可见GNSS卫星的导航电文，并获取相对于当前可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；接收机根据多普勒频移和伪码相位的估计值进行信号捕获和信号跟踪；在接收机进行信号跟踪时，采用频率锁定环作为载波跟踪环。本发明的接收机跟踪方法在跟踪阶段利用低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号的可见GNSS卫星的导航电文和高稳定度时频基准的辅助作用，采用频率锁定环作为载波跟踪环进行信号捕获，能够显著提高接收机在跟踪阶段的灵敏度和抗干扰能力。

Description

基于低轨卫星的接收机跟踪方法
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法。
背景技术
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标、速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，全球导航卫星系统不仅是国家安全和经济的基础设施，也是体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志，全球导航卫星系统主要包括全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、格洛纳斯(GLONASS)和伽利略卫星导航系统(Galileo Satellite NavigationSystem，GALILEO)，上述系统的基本组成部分包括空间部分(卫星等)，地面控制部分(主控站、注入站和监测站等)和用户部分(接收机和导航仪等)；目前卫星导航定位技术已基本取代了地基无线电导航、传统大地测量和天文测量导航定位技术，并推动了大地测量与导航定位领域的全新发展。
在信号接收方面，无论在民用还是军用领域，由于导航卫星信号频率分布比较集中，很容易受到干扰，GNSS信号的接收环境日益恶劣；在民用领域，随着各种通信系统和无线数据传输系统的不断增加，电磁环境愈加复杂，尽管这些系统本身可能不在GNSS频段内，但信号的互调产品和带外传输都有可能对GNSS信号的接收造成干扰；另外，在城市峡谷地带，多径干扰则一直是阻挡GNSS接收机发展的关键因素；在军事领域，随着各国集团对导航在战争中重要性的认识日益加深，“导航战(NAVWAR)”的概念应运而生，导航战的核心为：在阻止敌军使用卫星导航系统的同时，保证己方部队有效地利用该系统，即导航的干扰与抗干扰技术。目前，对卫星信号的干扰可以分为压制干扰和欺骗式干扰，压制干扰为通过播发与卫星信号频率相近和强度很大的干扰信号，使接收机不能获取卫星的实际发射的有效信号，从而使接收机无法正确捕获和跟踪卫星的信号；欺骗式干扰为发射与GNSS信号各方面特性相同但内容虚假的信号，使得接收机获得虚假信息，以造成干扰。因此，研究接收机的抗干扰技术，提高导航定位的准确性是GNSS相关技术中的一个重要方面。
现有的抗干扰技术主要有时域处理方法、频域处理方法、以及阵列天线处理方法，但这些方法都是从接收机自身信号处理的角度提高其抗干扰性能，技术成本高，且仅能用于提高单台接收机的抗干扰性能；此外，目前还通过将低轨卫星与GNSS系统结合，利用低轨卫星播发改正数的方法来提高接收机的定位精度，但该方法无法提高接收机自身的抗干扰能力和灵敏度。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法。
为此，本发明公开了一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法，所述方法包括：
利用低轨卫星在不同频段播发导航抗干扰增强信号；
接收机利用导航抗干扰增强信号进行初始定位；
接收机利用导航抗干扰增强信号获取当前可见GNSS卫星的导航电文，并获取相对于当前可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；
接收机根据多普勒频移和伪码相位的估计值进行信号捕获和信号跟踪；
在接收机进行信号跟踪时，采用频率锁定环作为载波跟踪环。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，导航抗干扰增强信号包括：可见GNSS卫星的导航电文、低轨卫星自身的轨道位置和低轨卫星的高稳定时频基准。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，接收机接收导航抗干扰增强信号获取可见GNSS卫星的导航电文，基于可见GNSS卫星的导航电文，接收机在载波跟踪中的相干积分阶段剥离电文比特翻转影响，以提高相干积分时间。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，接收机接收导航抗干扰增强信号获取低轨卫星的高稳定时频基准，基于低轨卫星的高稳定时频基准，接收机在载波跟踪中修正本地钟漂，以提高相干积分时间。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，在接收机进行信号跟踪时，在载波跟踪环中设置三路不同频率的本地载波信号与伪码剥离后的信号进行相关。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，在载波跟踪环中，采用幅度鉴频器作为频率鉴别器，以利用三路不同频率对应的相干积分幅度值获取频率误差。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，所述方法还包括：
在接收机进行信号跟踪时，采用设置有频率锁定环的非相关延迟锁定环路作为码跟踪环，以利用频率锁定环输出的多普勒频率进行伪码跟踪。
优选地，在上述基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，在码跟踪环中，采用非相干超前滞后包络鉴别器作为码环鉴别器。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的基于低轨卫星的接收机跟踪方法在信号跟踪阶段利用低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号的可见GNSS卫星的导航电文和高稳定度时频基准的辅助作用，采用锁频环、幅度鉴频器、锁频环辅助的非相关延迟锁定环路和非相干超前滞后包络鉴别器进行多普勒频偏和码相位跟踪，能够显著提高接收机在跟踪阶段的灵敏度和抗干扰能能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例的基于低轨卫星的接收机跟踪方法的流程图；
图2为本发明一个实施例的基于低轨卫星的接收机终端的载波跟踪环的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的基于低轨卫星的接收机终端的码跟踪环的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的基于低轨卫星的接收机终端的捕获流程图；
图5为本发明一个实施例的在不同输入信干比下的热噪声频率抖动均方差与跟踪门限值的关系图；
图6为本发明一个实施例的利用基于低轨卫星的接收机跟踪方法的输入信干比与输出信干比的关系图；
图7为本发明一个实施例的利用基于低轨卫星的接收机跟踪方法的输出信干比与捕获概率的关系图；
图8为本发明一个实施例的利用基于低轨卫星的接收机跟踪方法的输入信干比与捕获概率的关系图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
为提高全球导航卫星系统的接收机信号处理能力，以提高接收机的抗干扰性能，本发明实施例提供一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法，该基于低轨卫星的接收机跟踪方法通过低轨卫星向接收机播发辅助信号，使接收机利用辅助信号进行信号跟踪，以提高接收机在跟踪阶段的灵敏度和抗干扰能力，低轨卫星表示轨道高度为350km～2000km的通信卫星，如附图1所示，该方法主要包括如下内容：
利用低轨卫星在不同频段播发导航抗干扰增强信号；
接收机利用导航抗干扰增强信号进行初始定位；
接收机利用导航抗干扰增强信号获取当前可见GNSS卫星的导航电文，并获取相对于当前可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；
接收机根据多普勒频移和伪码相位的估计值进行信号捕获和信号跟踪；
在接收机进行信号跟踪时，采用频率锁定环作为载波跟踪环。
具体地，如附图1和2所示，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法的具体过程如下：
(1)低轨卫星接收GNSS卫星播发的GNSS信号，基于GNSS信号生成包括可见GNSS卫星的导航电文、低轨卫星自身的轨道位置和低轨卫星的时频基准的导航抗干扰增强信号，并将导航抗干扰增强信号向GNSS的接收机播发；
(2)接收机接收低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号，利用导航抗干扰增强信号进行初步定位，并结合导航抗干扰增强信号中转发的可见GNSS卫星的导航电文，获取相对于可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；
(3)基于多普勒频移和伪码相位的估计值，接收机先进行信号捕获，以确定可见星和其所发射信号的载波频率和码相位的粗略值；
(4)基于确定的可见星及其所发射信号的载波频率和码相位的粗略值和低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号，接收机采用频率锁定环作为载波跟踪环对捕获过程所得到的载波频率和码相位的粗略值进行跟踪，得到精确的伪距，根据伪距和导航抗干扰增强信号中转发的可见GNSS卫星的导航电文解算出接收机自身的位置、速度和时间。
通常，接收机在进行信号跟踪时采用锁相环；然而，接收机受宽带干扰信号的影响，信号信噪比经常低至-40dB以下，为了跟踪低信噪比信号需要采用长相干积分时间，此时使用锁相环，由晶振引起的艾兰型相位抖动方差较大，将超过普通锁相环的跟踪门限。
具体地，由晶振引起的艾兰型相位抖动方差可以通过式1计算；
Figure GDA0002432793540000041
σA表示艾兰型相位抖动方差，σA(τ)表示晶振的艾伦方差，
Figure GDA0002432793540000042
表示跟踪阶段的相干积分时间，c表示光速，λ1表示信号波长。
设定σA(τ)为10-9，当相干积分时间
Figure GDA0002432793540000053
增加到100ms时，σA将达到56°，远超普通锁相环的15°的跟踪门限。
为此，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，基于低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号的辅助下，在接收机进行信号跟踪时，采用频率锁定环(锁频环)作为载波跟踪环，该载波跟踪环的结构如附图2所示，该载波跟踪环采用了三路不同频率(分别为快频率、标准频率和慢频率)的本地载波信号与伪码剥离后的信号进行相关，三路相关器的结果再进行相干积分和非相干积分后进入频率鉴别器进行鉴频。
其中，快频率、标准频率和慢频率之间的频率差为Δf，Δf的取值可以为
Figure GDA0002432793540000051
如附图2所示，接收机一方面通过接收的导航抗干扰增强信号获取GNSS卫星的导航电文，通过在本地生成的I、Q支路信号中预置上GNSS卫星的导航电文，可以在载波跟踪中的相干积分阶段剥离电文比特翻转的影响，提高相干积分时间；另一方面，接收机通过接收导航抗干扰增强信号传递的高稳定时频基准，鉴别出本地时钟与低轨卫星高稳定度时钟的频率差，可以修正接收机本地钟漂，进一步提高相干积分时间；图2中，sIF(t)表示输入的GNSS中频信号，iF、ip和iS分别表示快频率、标准频率和慢频率混频器后输出的I支路幅值，IF、IP和IS分别表示快频率、标准频率和慢频率相干积分后输出的I支路幅值，qF、qP和qS分别表示快频率、标准频率和慢频率混频器后输出的Q支路幅值，QF、QP和QS分别表示快频率、标准频率和慢频率相干积分后输出的Q支路幅值，fe表示幅度鉴别器后输出的误差值，fcarr表示本地载波频率的调整量。
通常，接收机在进行信号跟踪时采用科斯塔鉴频器作为频率鉴别器，然而由于科斯塔鉴频器的迁入范围在
Figure GDA0002432793540000052
之间，当相干积分时间增加至200ms时，科斯塔鉴频器容易受到晶振频漂以及卫星多普勒变化率的影响，导致频率误差超过迁入范围。
为此，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，在载波跟踪环中，采用幅度鉴频器作为频率鉴别器，以利用三路不同频率对应的相干积分幅度值获取频率误差；幅度鉴频器能够利用标准频率、快频率和慢频率的相干积分幅度值来求解出标准频率的频率误差，频率误差可以通过式2计算；
Figure GDA0002432793540000061
fe表示频率误差，
Figure GDA0002432793540000062
表示跟踪阶段的相干积分时间，AS、Ap和Af分别表示慢频率、标准频率和快频率的幅度值，π表示圆周率，Δf表示快频率、标准频率和慢频率之间的频率差。
其中，为了获得AS、Ap和Af，载波跟踪环维持快频率、标准频率、慢频率三个支路来进行载波跟踪，在每次计算出频率误差fe后，经过环路滤波器进行滤波，最后通过载波NCO进行反馈。
本发明实施例提供的载波跟踪环中，以赫兹为单位的热噪声频率抖动均方差可以通过式3计算；
Figure GDA0002432793540000063
σtFLL表示热噪声频率抖动均方差，
Figure GDA0002432793540000064
表示跟踪阶段的相干积分时间，BL表示锁频环带宽，BL设定为1Hz，π表示圆周率，F不同载噪比对应的系数，F常设定为2，C/N0表示信号载噪比。
在接收机进行信号跟踪时，通常要求三倍的热噪声频率抖动均方差不超过鉴频器迁入范围，本发明实施例中，幅度鉴频器的迁入范围约为
Figure GDA0002432793540000065
则要求：
Figure GDA0002432793540000066
Figure GDA0002432793540000067
本发明实施例中，在相干积分时间采用200ms和非相干积分次数采用2次的情况下，根据式3和式4可以得到如附图5所示的不同信干比下的热噪声频率抖动均方差与其跟踪门限值的关系；根据附图5所示的结果，采用本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法时，可以跟踪到信干比约为-59dB的信号；显然，本申请的本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法能够显著提高接收机在跟踪阶段的灵敏度和抗干扰能力，从而提高接收机的灵敏度和抗干扰能力。
进一步地，为了提高伪距观测值的精度，从而提高接收机的抗干扰能力，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法还包括：在接收机进行信号跟踪时，采用设置有上述的频率锁定环的非相关延迟锁定环路作为码跟踪环，以利用频率锁定环输出的多普勒频率进行伪码跟踪；本发明实施例提供的码跟踪环的结构如附图3所示。
如附图3所示，接收机通过接收的导航抗干扰增强信号获取GNSS卫星的导航电文，可以在码跟踪中的相干积分阶段剥离电文比特翻转的影响，提高相干积分时间；图3中，sIF(t)表示输入的GNSS中频信号，uos与uoc分别表示本地生成载波的正弦与余弦分量，iE与iL分别表示I支路相关器输出的早迟支路的相关值，IE与IL分别表示I支路相干积分后输出的早迟支路相干积分值，qE与qL分别表示I支路相关器输出的早迟支路的相关值，QE与QL分别表示Q支路相干积分后输出的早迟支路相干积分值，fcarr表示本地载波频率的调整量。
进一步地，本发明实施例中，在上述的码跟踪环中，码环鉴别器采用非相干超前滞后包络鉴别器，码环鉴别器在解算出码跟踪误差后，通过由多普勒频率辅助的二阶码环滤波器进行滤波，最后通过码环NCO进行反馈。
基于选定的非相干超前滞后包络鉴别器，码跟踪误差可以通过式5计算；
Figure GDA0002432793540000071
δcp表示码跟踪误差，SE和SL分别表示快慢支路的非相干积分幅度值；
基于式5可知，该非相干超前滞后包络鉴别器的输出与信号强度无关，且无平方损耗，能够适用于强干扰条件下的码相位鉴别；显然，本申请的本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法能够显著提高接收机的灵敏度和抗干扰能力。
进一步地，接收机在进行信号跟踪前，需要先完成信号捕获，以确定可见星和其所发射信号的载波频率和码相位的粗略值；为了提高接收机在捕获阶段的灵敏度和抗干扰能力，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法还包括：接收机在进行信号捕获时，以设定的相干积分时间结合设定的非相干积分次数的方式进行信号捕获。
具体地，如附图4所示，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，接收机在捕获阶段的具体过程如下：
(11)低轨卫星接收GNSS卫星播发的GNSS信号，基于GNSS信号生成包括可见GNSS卫星的导航电文、低轨卫星自身的轨道位置和低轨卫星的时频基准的导航抗干扰增强信号，并将导航抗干扰增强信号向GNSS的接收机播发；
(12)接收机接收低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号，利用导航抗干扰增强信号进行初步定位，并结合导航抗干扰增强信号中转发的可见GNSS卫星的导航电文，获取相对于可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；
(13)基于多普勒频移和伪码相位的估计值，接收机采用以长相干积分时间结合少量非相干积分次数的方法进行捕获，以确定可见星和其所发射信号的载波频率和码相位的粗略值。
进一步地，本发明实施例中，接收机可以采用以长相干积分时间结合少量非相干积分次数的串行搜索方式进行信号捕获；本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，通过利用低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号进行接收机的初步定位，并结合导航抗干扰增强信号中转发的可见GNSS卫星的导航电文，以为接收机的捕获过程提供频率误差在±10Hz内的多普勒频移和伪距误差在±2km内的伪码的估计值，接收机基于多普勒频移和伪码的估计值，再使用串行捕获算法进行信号捕获，能够改善传统的串行捕获算法计算量大和捕获耗时长的问题；同时提高每个驻留区间的相干积分时间，改善捕获的灵敏度和抗干扰能力。
如附图4所示，接收机接收低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号后，通过单星多普勒定位的方式获取自身位置与时间的估计值，并得到导航抗干扰增强信号传递的可见GNSS卫星的导航电文，接收机根据自身位置与时间的估计值和可见GNSS卫星的导航电文估算出自身相对于GNSS卫星的多普勒频偏和伪码相位，接收机将多普勒频偏和伪码相位估计值作为搜索GNSS卫星信号的初始值，可以大大缩小搜索范围；接收机根据导航抗干扰增强信号传递的可见GNSS卫星的导航电文可以剥离相干积分中比特翻转的影响，提高相干积分时间；同时，接收机根据导航抗干扰增强信号传递的稳定时频基准可以消除本地时钟漂移的影响，提高相干积分时间；图4中，uos和uoc分别为本地生成载波的正弦和余弦分量，V为相干和非相干积分后的信号幅值，Vt为捕获的门限值，sIF(t)表示接收机的输入信号。
其中，本发明实施例中，相干积分时间的设定值为200ms。
通常，为了增强滤波效果、降低噪声和提高灵敏度，相干积分时间越长越好；然而，随着相干积分时间的加长，接收机的晶振噪声会累积为频率偏差，从而造成积分增益的衰减，；并且，相干积分时间越长，接收机时钟和卫星时钟频率稳定性引起的频率误差较大，相干积分损耗越大；相干积分时间越长，频率搜索步进越小，运算量越大；同时，为了保持接收机的动态响应性能，包括卫星运动的动态和时钟噪声，相干积分的积分结果需要留有一定的带宽，相干积分时间不能过大。
在低轨卫星的辅助作用下，本发明实施例采用200ms相干积分时间进行捕获，能够兼顾接收机的噪声和动态两方面的性能，同时平衡相干积分增益和运算量之间的关系。
基于相干积分时间，相干积分增益可以通过式6计算；
Figure GDA0002432793540000081
Gcoh表示相干积分增益，
Figure GDA0002432793540000091
表示捕获阶段的相干积分时间。
根据式6计算可知，本发明实施例采用200ms的相干积分时间相比于常规1ms的相干积分时间，可以提高约23dB的捕获灵敏度。
进一步地，本发明实施例中，非相干积分次数的设定值为两次。
当使用200ms相干积分捕获不成功时，重复200ms相干积分，并将多次相干积分的积分结果进行非相干积分，非相干积分的增益可以通过式7计算；
Gnc＝10lgNnc-Lsq (7)
Gnc表示非相干积分的增益，Nnc表示非相干积分次数，Lsq表示平方损耗，Lsq值与非相干积分前的信噪比有关，非相干积分前信噪比越高，平方损耗越小。
本发明实施例中，在采用200ms相干积分时间的基础上，采用2次非相干积分，能够进一步提高接收机的信噪比。
通常，在无干扰信号条件下，GNSS信号的信噪比约为-25dB；针对宽频噪声干扰，可将其视为白噪声来衡量，本发明实施例通过采用白噪声来建模以进行信干比(信号干扰比)分析和仿真，从而对相干积分和非相干积分的效果进行分析；基于本发明实施例提供的式6和式7，并结合平方损耗与非相干积分前的信噪比的关系，本发明实施例对不同信噪比的输入信号进行了200ms的相干积分和2次非相干积分，得到如附图6所示的不同信噪比信号经过积分后的输入信干比与输出信干比的关系图，根据附图6所示的结果，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法能够显著提高信噪比。
信噪比表示传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比，信干比表示传输信号的能量与干扰能量(如同频干扰，多径等)和加性噪声能量的和的比值。
进一步地，由于在本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法中，接收机接收并使用了低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号，接收机只会对可见卫星进行捕获，并且接收机已具备多普勒频移和码相位的初步估计信息；为此，本发明实施例中，该基于低轨卫星的接收机跟踪方法还可以包括在接收机进行信号捕获时设置一个虚警概率，从而提升接收机的捕获概率。
优选地，本发明实施例中，虚警概率设定为0.5％；如此，利用设定的虚警概率和噪声功率能够计算出门限值，再由门限值可以得到如附图7所示的积分后的信号信干比和捕获概率的关系；本发明实施例中，噪声功率可以通过设置一个单独的噪声通道进行实时估计。
结合本发明实施例提供的附图6和附图7，可以得出如附图8所示的采用本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法时不同信干比信号与捕获概率的关系；根据附图8所示的结果，对于信干比达到-50dB的弱信号，采用本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法时，捕获概率仍然可以达到90％，显然，本申请的本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法能够显著提高接收机的灵敏度和抗干扰能力。
可见，本发明实施例提供的基于低轨卫星的接收机跟踪方法基于低轨卫星的辅助作用，对接收机的信号跟踪方法和跟踪方法进行调整；在跟踪阶段，利用低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号的可见GNSS卫星的导航电文和高稳定度时频基准的辅助作用，采用锁频环、幅度鉴频器、锁频环辅助的非相关延迟锁定环路和非相干超前滞后包络鉴别器进行多普勒频偏和码相位跟踪，能够显著提高接收机在跟踪阶段的灵敏度和抗干扰能能力；同时，在捕获阶段，通过利用低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号进行接收机的初步定位，结合低轨卫星播发的导航抗干扰增强信号的可见GNSS卫星的导航电文，通过长相干积分时间结合少量非相干积分次数的方式进行信号捕获，能够显著提高接收机在捕获阶段的灵敏度和抗干扰能力。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
利用低轨卫星在不同频段播发导航抗干扰增强信号；
接收机利用导航抗干扰增强信号进行初始定位；
接收机利用导航抗干扰增强信号获取当前可见GNSS卫星的导航电文，并获取相对于当前可见GNSS卫星的多普勒频移和伪码相位的估计值；
接收机根据多普勒频移和伪码相位的估计值进行信号捕获和信号跟踪；
在接收机进行信号跟踪时，采用频率锁定环作为载波跟踪环；
在接收机进行信号跟踪时，在载波跟踪环中设置三路不同频率的本地载波信号与伪码剥离后的信号进行相关。
2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，导航抗干扰增强信号包括：可见GNSS卫星的导航电文、低轨卫星自身的轨道位置和低轨卫星的高稳定时频基准。
3.根据权利要求2所述的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，接收机接收导航抗干扰增强信号获取可见GNSS卫星的导航电文，基于可见GNSS卫星的导航电文，接收机在载波跟踪中的相干积分阶段剥离电文比特翻转影响，以提高相干积分时间。
4.根据权利要求3所述的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，接收机接收导航抗干扰增强信号获取低轨卫星的高稳定时频基准，基于低轨卫星的高稳定时频基准，接收机在载波跟踪中修正本地钟漂，以提高相干积分时间。
5.根据权利要求1所述的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，在载波跟踪环中，采用幅度鉴频器作为频率鉴别器，以利用三路不同频率对应的相干积分幅度值获取频率误差。
6.根据权利要求1或5所述的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收机进行信号跟踪时，采用设置有频率锁定环的非相关延迟锁定环路作为码跟踪环，以利用频率锁定环输出的多普勒频率进行伪码跟踪。
7.根据权利要求6所述的基于低轨卫星的接收机跟踪方法，其特征在于，在码跟踪环中，采用非相干超前滞后包络鉴别器作为码环鉴别器。
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