CN111221008A - Boc信号处理方法以及导航终端 - Google Patents

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CN111221008A CN201811423967.5A CN201811423967A CN111221008A CN 111221008 A CN111221008 A CN 111221008A CN 201811423967 A CN201811423967 A CN 201811423967A CN 111221008 A CN111221008 A CN 111221008A
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Abstract

本发明公开了一种BOC信号处理方法以及导航终端，BOC信号处理方法，包括以下步骤：S100：将GNSS基带信号分为N路，其中N≥2；S101：将每一路GNSS基带信号与伪码发生器产生的本地伪码相乘，其中伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生本地伪码；S102：将每一路相乘后的信号分别进行多个周期的相干积分；S103：根据N路积分后的信号计算出伪码相差；S104：将伪码相差进行滤波处理，并将滤波后的伪码相差发送给伪码发生器；S105：伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生新的本地伪码。多路GNSS基带信号与本地伪码相乘后再进行相干积分，再对多路积分后的信号进行计算处理，得到伪码相差，从而可以有效避免环路假锁，同时有效抑制多径效应，进而提到定位精度。

Description

BOC信号处理方法以及导航终端
技术领域
本发明涉及卫星导航定位技术领域，具体地，涉及一种BOC信号处理方法以及导航终端。
背景技术
传统GNSS的BPSK-R信号自相关函数仅有一个幅度较高的主峰，一般采用具有超前滞后的码环完成单自相关峰识别。新一代GNSS采用BOC调制，会有多个自相关峰，且主峰和侧峰之间幅值衰减不大，如果继续采用传统自相关峰鉴别方式，很容易造成接收机错误锁定到侧峰，造成较大测距误差，因此需要进行改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能有效识别主峰、避免环路误锁的BOC信号处理方法。
根据本发明实施例的BOC信号处理方法，包括以下步骤：
S100：将GNSS基带信号分为N路，其中N≥2；
S101：将每一路GNSS基带信号与伪码发生器产生的本地伪码相乘，其中伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生本地伪码；
S102：将每一路相乘后的信号分别进行多个周期的相干积分；
S103：根据N路积分后的信号计算出伪码相差；
S104：将伪码相差进行滤波处理，并将滤波后的伪码相差发送给伪码发生器；
S105：伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生新的本地伪码。
根据本发明实施例的BOC信号处理方法，将GNSS基带信号分为多路，多路GNSS基带信号再与本地伪码相乘后再进行相干积分，再对多路积分后的信号进行计算处理，得到伪码相差，从而可以有效避免环路假锁，同时有效抑制多径效应，进而提到定位精度。
根据本发明的一个实施例，步骤S103具体为：将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000011
作为观察函数，计算出伪码发生器的伪码相差。
根据本发明的一个实施例，步骤S103具体为：将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000012
作为观察函数，通过最小二乘法拟合，得到主峰峰值的对应时间t，将主峰峰值的对应时间t作为伪码发生器的伪码相差。
根据本发明的一个实施例，N/n≥2。
本发明的另一个目的在于提出一种卫星导航定位芯片，所述卫星导航定位芯片包括：
相关器，所述相关器包括N个，每个所述相关器用于将其中一路GNSS基带信号与其中一路本地伪码相乘，其中N≥2；
积分清零器，所述积分清零器包括N个，每个所述积分清零器用于将其中一路相乘后的信号进行多个周期的相干积分；
多相关峰识别模块，所述多相关峰识别模块根据N个积分后的信号计算出伪码相差；
环路滤波器，所述环路滤波器对伪码相差进行滤波；和
伪码发生器，所述伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生N路本地伪码。
根据本发明的一个实施例，所述多相关峰识别模块将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000021
作为观察函数，计算出伪码发生器的伪码相差。
根据本发明的一个实施例，所述多相关峰识别模块将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000022
作为观察函数，通过最小二乘法拟合，得到主峰峰值的对应时间t，将主峰峰值的对应时间t作为伪码发生器的伪码相差。
根据本发明的一个实施例，N/n≥2。
本发明的又一个目的在于提出一种导航终端，所述导航终端包括处理器以及存储器，所述处理器用于执行所述可执行程序以实现如上所述的BOC信号处理方法。
本发明的再一个目的在于提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现如上所述的BOC信号处理方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是BOC调制信号的自相关函数RX(τ)中
Figure BDA0001881147490000024
的函数图；
图2是BOC调制信号的自相关函数RX(τ)中
Figure BDA0001881147490000023
的函数图；
图3是根据本发明实施例的BOC信号处理方法的一个流程图；
图4是根据本发明实施例的BOC信号处理方法的另一个流程图；
图5是根据本发明实施例的BOC信号处理方法的又一个流程图；
图6是根据本发明实施例的卫星导航定位芯片的模块图。
附图标记：
相关器10；积分清零器11；多相关峰识别模块12；环路滤波器13；伪码发生器14。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图3至图6所示，下面结合附图具体描述根据本发明实施例的BOC信号处理方法。
根据本发明实施例的BOC信号处理方法，包括以下步骤：
T100：将GNSS基带信号分为N路，其中N≥2；
T101：将每一路GNSS基带信号与伪码发生器产生的本地伪码相乘，其中伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生本地伪码；
T102：将每一路相乘后的信号分别进行多个周期的相干积分；
T103：根据N路积分后的信号计算出伪码相差；
T104：将伪码相差进行滤波处理，并将滤波后的伪码相差发送给伪码发生器；
T105：伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生新的本地伪码。
根据本发明实施例的BOC信号处理方法，将GNSS基带信号分为多路，多路GNSS基带信号再与本地伪码相乘后再进行相干积分，再对多路积分后的信号进行计算处理，得到伪码相差，从而可以有效避免环路假锁，同时有效抑制多径效应，进而提到定位精度。
根据本发明的一个实施例，步骤T103具体为：将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000031
作为观察函数，计算出伪码发生器的伪码相差。
具体地，GNSS的BOC调制信号的自相关函数RX(τ)可以表示为：
Figure BDA0001881147490000032
其中，如图1所示，
Figure BDA0001881147490000034
为周期为Ts的三角周期脉冲。如图2所示，
Figure BDA0001881147490000033
为BPSK-R调制信号的理想自相关函数。BOC信号的自相关函数可以视为BPSK-R自相关函数和三角周期函数的线性组合。即相关结果有多个自相关峰，且自相关峰的个数随着调制系数n增多而线性增长，且主峰和侧峰之间幅值衰减不大。根据本发明实施例的BOC信号处理方法中，在一个伪码周期Tc内，观察函数为
Figure BDA0001881147490000041
-1≤t≤1。也就是使用sinc函数和正弦函数模拟BOC多自相关峰，从而可以更有效的跟踪识别多自相关峰，避免环路假锁，有效抑制多径效应，进而提高定位精度。
根据本发明的一个实施例，步骤T103具体为：将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000042
作为观察函数，通过最小二乘法拟合，得到主峰峰值的对应时间t，将主峰峰值的对应时间t作为伪码发生器的伪码相差。具体地，通过最小二乘法拟合，可以快速得到主峰峰值的对应时间t，快速找到伪码发生器的伪码相差。
根据本发明的一个实施例，N/n≥2。具体地，利用码环(DLL)中N路超前滞后自相关值作为观测量，N值至少取调制系数n的2倍。
本发明的另一个目的在于提出一种卫星导航定位芯片，卫星导航定位芯片包括：
相关器10，相关器10包括N个，每个相关器10用于将其中一路GNSS基带信号与其中一路本地伪码相乘，其中N≥2；
积分清零器11，积分清零器11包括N个，每个积分清零器11用于将其中一路相乘后的信号进行多个周期的相干积分；
多相关峰识别模块12，多相关峰识别模块12根据N个积分后的信号计算出伪码相差；
环路滤波器13，环路滤波器13对伪码相差进行滤波；和
伪码发生器14，伪码发生器14根据滤波后的伪码相差产生新的N路本地伪码。
根据本发明实施例的卫星导航定位芯片，将GNSS基带信号分为多路，每个相关器10分别将其中一路GNSS基带信号与其中一路本地伪码相乘后，将相乘后的信号传输至积分清零器11。积分清零器11将相乘后的信号进行过个周期的相干积分，并将积分后的信号传输给多相关峰识别模块12。多相关峰识别模块12对多路积分后的信号进行计算处理得到伪码相差，并将伪码相差传输给环路滤波器13。环路滤波器13对伪码相差进行滤波处理，并将滤波处理后的伪码相差传输给伪码发生器14。伪码发生器14根据滤波后的伪码相差产生新的N路本地伪码至各个相关器10。从而本发明实施例的卫星导航定位芯片可以有效避免环路假锁，同时有效抑制多径效应，进而提到定位精度。
根据本发明的一个实施例，多相关峰识别模块12将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000043
作为观察函数，计算出伪码发生器14的伪码相差。根据本发明实施例的卫星导航定位芯片，在一个伪码周期Tc内，观察函数为
Figure BDA0001881147490000044
-1≤t≤1。也就是使用sinc函数和正弦函数模拟BOC多自相关峰，从而可以更有效的跟踪识别多自相关峰，避免环路假锁，有效抑制多径效应，进而提高定位精度。
根据本发明的一个实施例，多相关峰识别模块12将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure BDA0001881147490000051
作为观察函数，通过最小二乘法拟合，得到主峰峰值的对应时间t，将主峰峰值的对应时间t作为伪码发生器14的伪码相差。由此，通过最小二乘法拟合，可以快速得到主峰峰值的对应时间t，快速找到伪码发生器14的伪码相差。
根据本发明的一个实施例，N/n≥2。具体地，利用码环(DLL)中N路超前滞后自相关值作为观测量，N值至少取调制系数n的2倍。
本发明的又一个目的在于提出一种导航终端，所述导航终端包括处理器以及存储器，所述处理器用于执行所述可执行程序以实现如上所述的BOC信号处理方法。由于根据本发明上述实施例的BOC信号处理方法能够产生上述的有益效果，因此应用了上述实施例的导航终端也能够产生相应的有益效果，在此不再进行赘述。
本发明的再一个目的在于提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现如上所述的BOC信号处理方法。由于根据本发明上述实施例的BOC信号处理方法能够产生上述的有益效果，因此应用了上述实施例的计算机存储介质也能够产生相应的有益效果，在此不再进行赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种BOC信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：将GNSS基带信号分为N路，其中N≥2；
S101：将每一路GNSS基带信号与伪码发生器产生的本地伪码相乘，其中伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生本地伪码；
S102：将每一路相乘后的信号分别进行多个周期的相干积分；
S103：根据N路积分后的信号计算出伪码相差；
S104：将伪码相差进行滤波处理，并将滤波后的伪码相差发送给伪码发生器；
S105：伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生新的本地伪码。
2.根据权利要求1所述的BOC信号处理方法，其特征在于，步骤S103具体为：将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure FDA0001881147480000011
作为观察函数，计算出伪码发生器的伪码相差。
3.根据权利要求2所述的BOC信号处理方法，其特征在于，步骤S103具体为：将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure FDA0001881147480000012
作为观察函数，通过最小二乘法拟合，得到主峰峰值的对应时间t，将主峰峰值的对应时间t作为伪码发生器的伪码相差。
4.根据权利要求2或3所述的BOC信号处理方法，其特征在于，N/n≥2。
5.一种卫星导航定位芯片，其特征在于，包括：
相关器，所述相关器包括N个，每个所述相关器用于将其中一路GNSS基带信号与其中一路本地伪码相乘，其中N≥2；
积分清零器，所述积分清零器包括N个，每个所述积分清零器用于将其中一路相乘后的信号进行多个周期的相干积分；
多相关峰识别模块，所述多相关峰识别模块根据N个积分后的信号计算出伪码相差；
环路滤波器，所述环路滤波器对伪码相差进行滤波；和
伪码发生器，所述伪码发生器根据滤波后的伪码相差产生N路本地伪码。
6.根据权利要求5所述的卫星导航定位芯片，其特征在于，所述多相关峰识别模块将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure FDA0001881147480000013
作为观察函数，计算出伪码发生器的伪码相差。
7.根据权利要求6所述的卫星导航定位芯片，其特征在于，所述多相关峰识别模块将N路积分后的信号作为观测量，使用
Figure FDA0001881147480000014
作为观察函数，通过最小二乘法拟合，得到主峰峰值的对应时间t，将主峰峰值的对应时间t作为伪码发生器的伪码相差。
8.根据权利要求6或7所述的卫星导航定位芯片，其特征在于，N/n≥2。
9.一种导航终端，其特征在于，所述导航终端包括处理器以及存储器，所述处理器用于执行所述可执行程序以实现如权利要求1-4中任一项所述的BOC信号处理方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有可执行程序，所述可执行程序被执行时以实现如权利要求1-4中任一项所述的BOC信号处理方法。
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