CN113447962B - 分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法和系统。其中所述方法包括：步骤S1、利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；步骤S2、基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；步骤S3、基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；步骤S4、利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；步骤S5、根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
Description
技术领域
本发明属于卫星导航技术领域，尤其涉及一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法和系统。
背景技术
高精度导航系统信道模型对预测和评估GNSS（Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星系统）的性能以及改进接收信号处理算法设计是极其重要的。其中接收信道为卫星导航系统完成高精度定位授时、星地时间同步、卫星精密定轨等重要系统业务提供重要支撑，是保障导航系统服务性能的基础。接收信道中射频前端的非理想群时延特性会影响导航系统的定位性能。
具体地，当相频响应呈线性关系时，群时延特性为一个常数。它对于测距的影响只有一个延时。当相频响应不是线性关系时，群时延特性成为一个变量，它对测距的随机误差和系统误差将产生一定的影响。
对于高精度导航系统而言，接收信道的伪距测量精度会对后端的钟差解算精度产生影响，从而影响授时精度，因此需要根据实际需求对接收信道的伪距测量精度进行约束。
为了在此约束条件下，更加直观地指导接收信道射频前端的设计，为高精度导航信道模拟提供支撑，需要探究射频前端非理想群时延特性对高精度导航系统的测距性能影响。
群时延特性对于接收机的影响主要体现在波动特性，即相对群时延特性。传统的群时延分析模型包括线性模型、抛物线模型和三角函数模型等，其模型参数没有实际的物理意义，无法表示群时延特性的特征。对于实际设备中的不规则群时延特性，无法根据其模型参数探究群时延特性对高精度导航系统的测距性能影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方案，该方案以射频前端滤波器相对群时延特性实测结果为依据，可以有效地分析导航信道群时延特性对测距性能影响。首先，测量得到多组同类型射频滤波器相对群时延特性。然后，根据相对群时延特性提取形状特征，进而根据形状特征规定其具体表现形式（约束过程），并建立基于形状特征的数学模型。最终利用早迟码估计器分析模型参数对测距性能的影响。
本发明第一方面公开了一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，所述方法包括：步骤S1、利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；步骤S2、基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；步骤S3、基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；步骤S4、利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；步骤S5、根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S1中，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性。
根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S2中：所述第一群时延形状特征包括波动特征、极值特征、占空比特征；对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征具体包括：对所述波动特征，波动幅度在所有极值的绝对值相同的前提条件下，以任一极值的绝对值作为所述波动特征经约束的表现形式，所述所有极值包括一个极大值和两个极小值；对所述极值特征：极值不一致性在所述两个极小值相同的前提条件下，以所述极大值与任一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式；极值不一致性在除所述两个极小值相同之外的前提条件下，以第二极小值与第一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式，所述第二极小值在所述相对群时延特性上相对于所述第一极小值具有更大的相对频率；对所述占空比特征，占空比不一致性在所述两个极小值所占带宽相同的前提条件下，以任一极小值部分真空比与极大值部分占空比的差值作为所述占空比特征经约束的表现形式。
根据本发明第一方面的方法，所述步骤S3具体包括：获取所述相对群时延特性中从起始点到结束点之间的零点；将包含极大值的相邻零点之间的区域定义为所述极大值部分，将包含极小值的相邻零点之间的区域定义为所述极小值部分，以此来划分相对群时延特性；分别获取第一极小值部分、所述极大值部分、第二极小值部分的抛物线表达作为所述分段抛物线分析模型。
根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S4中，所述先验条件为所述第一极小值部分和第二极小值部分的占空比相同。
根据本发明第一方面的方法，所述步骤S5具体包括：步骤S5-1、获取二进制相移键控信号；步骤S5-2、利用带通滤波器处理所述BPSK信号，使得所述BPSK信号从下变频调整至中频；步骤S5-3、对中频BPSK信号进行剥离载波处理，以获取基带信号；步骤S5-4、将所述基带信号作为非相干早迟码估计器的输入，获取所述非相干早迟码估计器的码片偏移量作为输出；步骤S5-5、基于所述码片偏移量和所述非相干早迟码估计器的早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
根据本发明第一方面的方法，所述步骤S5-5具体包括：获取经所述码片偏移量偏移后的伪码；通过计算所述伪码与所述基带信号的相关函数来优化所述码片偏移量，以获取优化偏移量；基于所述优化偏移量和所述早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
本发明第二方面公开了一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的系统，所述系统具体包括：第一处理单元，被配置为，利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；第二处理单元，被配置为，基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；第三处理单元，被配置为，基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；第四处理单元，被配置为，利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；第五处理单元，被配置为，根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
根据本发明第二方面的系统，所述第一处理单元具体被配置为，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性。
根据本发明第二方面的系统，所述第一群时延形状特征包括波动特征、极值特征、占空比特征；所述第二处理单元具体被配置为，利用如下方式对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征：对所述波动特征，波动幅度在所有极值的绝对值相同的前提条件下，以任一极值的绝对值作为所述波动特征经约束的表现形式，所述所有极值包括一个极大值和两个极小值；对所述极值特征：极值不一致性在所述两个极小值相同的前提条件下，以所述极大值与任一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式；极值不一致性在除所述两个极小值相同之外的前提条件下，以第二极小值与第一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式，所述第二极小值在所述相对群时延特性上相对于所述第一极小值具有更大的相对频率；对所述占空比特征，占空比不一致性在所述两个极小值所占带宽相同的前提条件下，以任一极小值部分真空比与极大值部分占空比的差值作为所述占空比特征经约束的表现形式。
根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元具体被配置为：获取所述相对群时延特性中从起始点到结束点之间的零点；将包含极大值的相邻零点之间的区域定义为所述极大值部分，将包含极小值的相邻零点之间的区域定义为所述极小值部分，以此来划分相对群时延特性；分别获取第一极小值部分、所述极大值部分、第二极小值部分的抛物线表达作为所述分段抛物线分析模型。
根据本发明第二方面的系统，所述先验条件为所述第一极小值部分和第二极小值部分的占空比相同。
根据本发明第二方面的系统，所述第五处理单元具体被配置为：获取二进制相移键控信号；利用带通滤波器处理所述BPSK信号，使得所述BPSK信号从下变频调整至中频；对中频BPSK信号进行剥离载波处理，以获取基带信号；将所述基带信号作为非相干早迟码估计器的输入，获取所述非相干早迟码估计器的码片偏移量作为输出；基于所述码片偏移量和所述非相干早迟码估计器的早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
根据本发明第二方面的系统，所述第五处理单元进一步被配置为：利用如下方式计算所述时延估计误差：获取经所述码片偏移量偏移后的伪码；通过计算所述伪码与所述基带信号的相关函数来优化所述码片偏移量，以获取优化偏移量；基于所述优化偏移量和所述早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法中的步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法中的步骤。
综上，本发明的技术方案以相对群时延特性实测结果为基础，建立基于形状特征的相对群时延特性数学模型，其参数可以准确反映相对群时延的形状特征，可以据此有效探究群时延形状特征对测距性能的影响，为高精度导航信道模拟提供有力支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的射频前端滤波器的相对群时延特性；
图3为根据本发明实施例的根据第二群时延形状特征计算时延估计误差的示意图；
图4为根据本发明实施例的自相关函数的图示；
图5为根据本发明实施例的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的系统的结构图；
图6为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只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。
本发明第一方面公开了一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法。图1为根据本发明实施例的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法的流程图；如图1所示，所述方法包括：
步骤S1、利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；
步骤S2、基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；
步骤S3、基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；
步骤S4、利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；
步骤S5、根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
在步骤S1中，利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性。
在一些实施例中，在所述步骤S1中，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性。
具体地，利用矢量网络分析仪测量得到多组同型号射频前端滤波器的相对群时延特性，其中一组实测数据如图2所示（图2为根据本发明实施例的射频前端滤波器的相对群时延特性）。
在步骤S2中，基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征。
在一些实施例中，在所述步骤S2中：所述第一群时延形状特征包括波动特征、极值特征、占空比特征。
在一些实施例中，对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征具体包括：对所述波动特征，波动幅度在所有极值的绝对值相同的前提条件下，以任一极值的绝对值作为所述波动特征经约束的表现形式，所述所有极值包括一个极大值和两个极小值。
在一些实施例中，对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征具体包括：对所述极值特征：（1）极值不一致性在所述两个极小值相同的前提条件下，以所述极大值与任一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式；（2）极值不一致性在除所述两个极小值相同之外的前提条件下，以第二极小值与第一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式，所述第二极小值在所述相对群时延特性上相对于所述第一极小值具有更大的相对频率；
在一些实施例中，对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征具体包括：对所述占空比特征，占空比不一致性在所述两个极小值所占带宽相同的前提条件下，以任一极小值部分真空比与极大值部分占空比的差值作为所述占空比特征经约束的表现形式。
具体地，根据相对群时延特性测量结果，提取该型号射频前端滤波器群时延特性的特征规律，以如图2所示群时延特性的同型号滤波器为例：
（1）相对群时延特性在通带范围内呈波动特性，在通带范围内有至少一个极大值和极小值；
（2）各极值的绝对值（通常情况下）不同；
（3）各极值部分所占带宽（通常情况下）不同；
然后，根据上文总结的特征规律提取相对群时延特性的第一群时延形状特征，以图2未例，可提取波动特征（波动幅度）、极值特征（极值不一致性）和占空比特征（占空比不一致性）等。为了对相对群时延建立数学模型，需要对第一群时延形状特征进行约束以确定其具体表现形式，具体如表1所示：
表1
在步骤S3，基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型。
在一些实施例中，所述步骤S3具体包括：获取所述相对群时延特性中从起始点到结束点之间的零点；将包含极大值的相邻零点之间的区域定义为所述极大值部分，将包含极小值的相邻零点之间的区域定义为所述极小值部分，以此来划分相对群时延特性；分别获取第一极小值部分、所述极大值部分、第二极小值部分的抛物线表达作为所述分段抛物线分析模型。
具体地，利用起始点和结束点以及极值间的零点可以将通带分为极小值部分和极大值部分。极小值部分即为包含相对群时延极小值的相邻零点之间部分，极大值同理。
对于左右两端零点分别为
和
，段内极值点为a的分段相对群时延，则段内抛
物线模型如下式所示：
通带内相对群时延特性共有3个分段，假设第一个极小值部分、极大值部分和第二
个极小值部分的分段编号分别为1、2、3。若第一个极小值数值为
，其余分段极值与第一
个极小值的比值分别为
、
。按照分段编号顺序，极值部分的占空比为
，
，
，其占空
比应满足
。对于带宽为B MHz的带通滤波器，其相对频率范围为0~B MHz，则
各分段参数如表2所示：
表2
基于以上分析，通带内相对群时延特性分段抛物线模型的数学表达式如下式所示：
在步骤S4，利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征。
在一些实施例中，所述先验条件为所述第一极小值部分和第二极小值部分的占空比相同。
具体地，相同类型的极值部分占空比相同为先验条件，即：
经更新后的约束形状特征，即第二群时延形状特征，如表3所示：
表3
在步骤S5，根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
在一些实施例中，所述步骤S5具体包括：
步骤S5-1、获取二进制相移键控（BPSK，Binary Phase Shift Keying）信号；
步骤S5-2、利用带通滤波器处理所述BPSK信号，使得所述BPSK信号从下变频调整至中频；
步骤S5-3、对中频BPSK信号进行剥离载波处理，以获取基带信号；
步骤S5-4、将所述基带信号作为非相干早迟码估计器的输入，获取所述非相干早迟码估计器的码片偏移量作为输出；
步骤S5-5、基于所述码片偏移量和所述非相干早迟码估计器的早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
在一些实施例中，所述步骤S5-5具体包括：获取经所述码片偏移量偏移后的伪码；通过计算所述伪码与所述基带信号的相关函数来优化所述码片偏移量，以获取优化偏移量；基于所述优化偏移量和所述早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
具体地，以第二群时延形状特征的具体表现形式为变量，仿真分析形状特征对时延估计误差的影响。图3为根据本发明实施例的根据第二群时延形状特征计算时延估计误差的示意图；如图3所示：生成BPSK信号，根据通带中心频率和带宽要求设计带通滤波器，将BPSK信号通过带通滤波器后下变频至中频，剥离载波至基带信号。将基带信号送入非相干早迟码估计器中进行时延估计。
具体地，带通滤波器的幅频特性为理想幅频特性。以第二群时延形状特征的模型参数（表3）表现形式为变量，设计生成通带内相对群时延特性。将相对群时延特性以通带频率f为自变量进行N阶多项式拟合：
根据拟合得到的多项式系数 ，我们可以得到通带范围内的相频特性：
其中
为相位，
为常数项，可设为0。根据幅频特性和相频特性则可以得到给
定群时延的带通滤波器。
利用早迟码估计器得到的码片偏移量将偏移后的伪码与输入信号进行相关累加
得到伪码信号的自相关函数
，如图4所示（图4为根据本发明实施例的自相关函数的图
示）。
根据
得到更精确的码片偏移量c，对于给定的早迟相关间隔d，使得
，由此可以得到对应的时延估计误差
为
根据上述分析，可建立第二群时延形状特征的模型参数对时延估计误差的影响分析平台。
在另一些实施例中，所述所有极值还可以包括两个极大值和三个极小值。在此情况下，对第一群时延形状特征进行约束，确定其具体表现形式，如表4所示：
表4
通带内相对群时延特性共有5个分段，假设从第一个极小值部分到第三个极小值
部分分段编号分别为1、2、3、4、5，若第一个极小值数值
、第一个极大值与第一个极小值
比值
、第二个极小值与第一个极小值比值为
、第二个极大值与第一个极小值比值
、
第三个极小值与第一个极小值比值为
。按照分段编号顺序，极值部分的占空比为
，
，
，
，
，其占空比应满足
。对于带宽为B MHz的带通滤波器，其
相对频率范围为0-B MHz，则各分段参数如表5所示：
表5
基于以上分析，三个极小值和两个极大值情况下的相对群时延特性模型如下式所示：
在一些实施例中，所述先验条件为所述第一极小值部分、第二极小值部分、第三极小值部分的占空比相同。
具体地，相同类型的极值部分占空比相同为先验条件，即：
三个极小值和两个极大值情况下，极值不一致性的第二个前提条件和表现形式中的单个极值，选择第二个极小值以及第二个极大值。由此将表4中形状特征的详细描述转化为模型参数，结果如表6所示：
表6
由此，根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
本发明第二方面公开了一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的系统。图5为根据本发明实施例的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的系统的结构图；如图5所示，所述系统500具体包括：
第一处理单元501，被配置为，利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；
第二处理单元502，被配置为，基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；
第三处理单元503，被配置为，基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；
第四处理单元504，被配置为，利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；
第五处理单元505，被配置为，根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。
根据本发明第二方面的系统，所述第一处理单元501具体被配置为，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性。
根据本发明第二方面的系统，所述第一群时延形状特征包括波动特征、极值特征、占空比特征；所述第二处理单元502具体被配置为，利用如下方式对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征：对所述波动特征，波动幅度在所有极值的绝对值相同的前提条件下，以任一极值的绝对值作为所述波动特征经约束的表现形式，所述所有极值包括一个极大值和两个极小值；对所述极值特征：极值不一致性在所述两个极小值相同的前提条件下，以所述极大值与任一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式；极值不一致性在除所述两个极小值相同之外的前提条件下，以第二极小值与第一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式，所述第二极小值在所述相对群时延特性上相对于所述第一极小值具有更大的相对频率；对所述占空比特征，占空比不一致性在所述两个极小值所占带宽相同的前提条件下，以任一极小值部分真空比与极大值部分占空比的差值作为所述占空比特征经约束的表现形式。
根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元503具体被配置为：获取所述相对群时延特性中从起始点到结束点之间的零点；将包含极大值的相邻零点之间的区域定义为所述极大值部分，将包含极小值的相邻零点之间的区域定义为所述极小值部分，以此来划分相对群时延特性；分别获取第一极小值部分、所述极大值部分、第二极小值部分的抛物线表达作为所述分段抛物线分析模型。
根据本发明第二方面的系统，所述先验条件为所述第一极小值部分和第二极小值部分的占空比相同。
根据本发明第二方面的系统，所述第五处理单元505具体被配置为：获取二进制相移键控信号；利用带通滤波器处理所述BPSK信号，使得所述BPSK信号从下变频调整至中频；对中频BPSK信号进行剥离载波处理，以获取基带信号；将所述基带信号作为非相干早迟码估计器的输入，获取所述非相干早迟码估计器的码片偏移量作为输出；基于所述码片偏移量和所述非相干早迟码估计器的早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
根据本发明第二方面的系统，所述第五处理单元505进一步被配置为：利用如下方式计算所述时延估计误差：获取经所述码片偏移量偏移后的伪码；通过计算所述伪码与所述基带信号的相关函数来优化所述码片偏移量，以获取优化偏移量；基于所述优化偏移量和所述早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法中的步骤。
图6为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图；如图6所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信（NFC）或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法中的步骤。
综上，本发明的技术方案通过建立分段抛物线分析模型，依据早迟码估计器建立群时延特性对时延估计误差影响分析仿真平台，可以准确分析相对群时延特性形状特征对时延估计误差影响，更加直观地指导高精度导航接收信道射频前端滤波器的设计。其以相对群时延特性实测结果为基础，建立基于形状特征的相对群时延特性数学模型，其参数可以准确反映相对群时延的形状特征，可以据此有效探究群时延形状特征对测距性能的影响，为高精度导航信道模拟提供有力支撑。
请注意，以上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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；
步骤S2、基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；
步骤S3、基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；
步骤S4、利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；
步骤S5、根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响；
其中，在所述步骤S1中，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性；
其中，在所述步骤S2中，对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征，所述第一群时延形状特征包括波动特征、极值特征、占空比特征，具体包括：
对所述波动特征，波动幅度在所有极值的绝对值相同的前提条件下，以任一极值的绝对值作为所述波动特征经约束的表现形式，所述所有极值包括一个极大值和两个极小值；
对所述极值特征：
极值不一致性在所述两个极小值相同的前提条件下，以所述极大值与任一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式；
极值不一致性在除所述两个极小值相同之外的前提条件下，以第二极小值与第一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式，所述第二极小值在所述相对群时延特性上相对于所述第一极小值具有更大的相对频率；
对所述占空比特征，占空比不一致性在所述两个极小值所占带宽相同的前提条件下，以任一极小值部分真空比与极大值部分占空比的差值作为所述占空比特征经约束的表现形式。
2.根据权利要求1所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
获取所述相对群时延特性中从起始点到结束点之间的零点；
将包含极大值的相邻零点之间的区域定义为所述极大值部分，将包含极小值的相邻零点之间的区域定义为所述极小值部分，以此来划分相对群时延特性；
分别获取第一极小值部分、所述极大值部分、第二极小值部分的抛物线表达作为所述分段抛物线分析模型。
3.根据权利要求2所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述先验条件为所述第一极小值部分和第二极小值部分的占空比相同。
4.根据权利要求3所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
步骤S5-1、获取二进制相移键控信号；
步骤S5-2、利用带通滤波器处理所述BPSK信号，使得所述BPSK信号从下变频调整至中频；
步骤S5-3、对中频BPSK信号进行剥离载波处理，以获取基带信号；
步骤S5-4、将所述基带信号作为非相干早迟码估计器的输入，获取所述非相干早迟码估计器的码片偏移量作为输出；
步骤S5-5、基于所述码片偏移量和所述非相干早迟码估计器的早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
5.根据权利要求4所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，其特征在于，所述步骤S5-5具体包括：
获取经所述码片偏移量偏移后的伪码；
通过计算所述伪码与所述基带信号的相关函数来优化所述码片偏移量，以获取优化偏移量；
基于所述优化偏移量和所述早迟相关间隔计算所述时延估计误差。
6.一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的系统，其特征在于，所述系统包括：
第一处理单元，被配置为，利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；
第二处理单元，被配置为，基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；
第三处理单元，被配置为，基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；
第四处理单元，被配置为，利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；
第五处理单元，被配置为，根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响；
其中，所述第一处理单元具体被配置为，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性；
其中，所述第二处理单元具体被配置为，对所述第一群时延形状特征进行约束以获取所述约束形状特征，所述第一群时延形状特征包括波动特征、极值特征、占空比特征，具体包括：
对所述波动特征，波动幅度在所有极值的绝对值相同的前提条件下，以任一极值的绝对值作为所述波动特征经约束的表现形式，所述所有极值包括一个极大值和两个极小值；
对所述极值特征：
极值不一致性在所述两个极小值相同的前提条件下，以所述极大值与任一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式；
极值不一致性在除所述两个极小值相同之外的前提条件下，以第二极小值与第一极小值的绝对值比值作为所述极值特征经约束的表现形式，所述第二极小值在所述相对群时延特性上相对于所述第一极小值具有更大的相对频率；
对所述占空比特征，占空比不一致性在所述两个极小值所占带宽相同的前提条件下，以任一极小值部分真空比与极大值部分占空比的差值作为所述占空比特征经约束的表现形式。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至5中任一项所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法中的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至5中任一项所述的一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法中的步骤。
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