CN114650107B - 信号质量的监测方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及通信领域，公开了一种信号质量的监测方法、装置、电子设备和存储介质，以解决在复杂信号环境下，无法准确地监测GNSS信号质量的问题。应用在GNSS信号接收机上，所述GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个所述信号跟踪通道用于接收GNSS信号，针对每个所述信号跟踪通道所述方法包括：获取所述GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据；根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，特别涉及一种信号质量的监测方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
在复杂信号环境下，如：城市峡谷或者室内室外切换的定位场景等，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)信号经常面临遮挡、衰减或者多路径等情况，造成信号质量下降和对应通道跟踪情况恶化等问题。如果该信号对应通道的观测量用于导航解算或者矢量结构中的信息融合，会对导航结果和其他通道的跟踪带来负面影响。因此，如何在复杂信号环境下对GNSS信号质量进行准确地实时监测，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种信号质量的监测方法、装置、电子设备和存储介质，能够准确地监测GNSS信号质量。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种信号质量的监测方法，应用在全球导航卫星系统GNSS信号接收机上，所述GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个所述信号跟踪通道用于接收GNSS信号，针对每个所述信号跟踪通道所述方法包括：获取所述GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据；根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果。
本发明的实施方式还提供了一种信号质量的监测装置，应用在全球导航卫星系统GNSS信号接收机上，所述GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个所述信号跟踪通道用于接收GNSS信号，针对每个所述信号跟踪通道所述装置包括：
第一获取模块，用于获取所述GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据；
第二获取模块，用于根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果。
本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行以上所述的信号质量的监测方法。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述的信号质量的监测方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明实施方式提供得技术方案可以结合载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术对GNSS信号质量进行监测，使得本发明实施例提供的技术方案适用于复杂信号环境的应用场景，并且，由于采用了载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术，避免了使用单一技术手段对GNSS信号质量进行监测不准确的问题。
另外，本发明实施方式提供的信号质量的监测方法中，所述根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果包括：根据所述载噪比估计值和莱斯K因子估计值，获取所述GNSS信号强度的波动监测结果；以及，根据所述扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号的多路径信号监测结果。
另外，本发明实施方式提供的信号质量的监测方法中，所述根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果之后，还包括：如果所述载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者所述莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，对所述信号跟踪通道进行第一调整；其中，所述第一调整包括：将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式、延长相干积分时间、缩小环路带宽以及调低观测量的精度。
另外，本发明实施方式提供的信号质量的监测方法中，所述根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果之后，还包括：如果所述莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且所述扩频码片形状监测数据出现异常，对所述信号跟踪通道进行第二调整；其中，所述第二调整包括：保持纯锁相环模式、采用抗多路径相关器、开启多路径去除算法、延长相干积分时间以及调低观测量的精度。
另外，本发明实施方式提供的信号质量的监测方法中，所述载噪比估计值通过窄带宽带功率比值法或者相关器输出比值法获得。
另外，本发明实施方式提供的信号质量的监测方法中，所述莱斯K因子估计值通过基于包络线的和/>获得，其中，/>为基于第二和第四时刻的莱斯因子估计值，/>为基于第一和第二时刻、采用一阶多项式近似的莱斯因子估计值，/>为基于第一和第二时刻、采用二阶多项式近似的莱斯因子估计值。
另外，本发明实施方式提供的信号质量的监测装置，还包括：
调整模块，用于如果所述载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者所述莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，对所述信号跟踪通道进行第一调整，其中，所述第一调整包括：将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式、延长相干积分时间、缩小环路带宽以及调低观测量的精度；或者，
所述调整模块，用于如果所述莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且所述扩频码片形状监测数据出现异常，对所述信号跟踪通道进行第二调整；其中，所述第二调整包括：保持纯锁相环模式、采用抗多路径相关器、开启多路径去除算法、延长相干积分时间以及调低观测量的精度。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明的第一实施方式提供的信号质量的监测方法流程图；
图2是本发明的第二实施方式提供的信号质量的监测方法流程图；
图3是图2所示的本发明的第二实施方式提供的信号质量多的监测方法中步骤202的流程图；
图4是本发明的第三实施方式提供的信号质量的监测装置的结构示意图一；
图5是本发明的第三实施方式提供的信号质量的监测装置的结构示意图二；
图6是本发明的第四实施方式提供的电子设备的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
如图1所示，本发明的第一实施方式涉及一种信号质量的监测方法，应用在GNSS信号接收机上，该GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个信号跟踪通道用于接收GNSS信号，针对每个信号跟踪通道该方法包括：
步骤101，获取GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据。
步骤102，根据载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取GNSS信号质量的监测结果。
本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明实施方式提供得技术方案可以结合载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术对GNSS信号质量进行监测，使得本发明实施例提供的技术方案适用于复杂信号环境的应用场景，并且，由于采用了载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术，避免了使用单一技术手段对GNSS信号质量进行监测不准确的问题。
如图2所示，本发明的第二实施方式涉及一种信号质量的监测方法，应用在GNSS信号接收机上，该GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个信号跟踪通道用于接收GNSS信号，针对每个信号跟踪通道该方法包括：
步骤201，获取GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据。
在本实施方式中，载噪比估计值可以通过窄带宽带功率比值法或者相关器输出比值法获得；莱斯K因子估计值可以通过基于包络线的和/>获得，其中，/>为基于第二和第四时刻的莱斯因子估计值，/>为基于第一和第二时刻、采用一阶多项式近似的莱斯因子估计值，/>为基于第一和第二时刻、采用二阶多项式近似的莱斯因子估计值。
当然，以上仅为具体的举例说明，在实际的使用过程中，还可以根据实际的使用需求，通过其他方法获取载噪比估计值和莱斯K因子估计值，此处不做一一赘述。
步骤202，根据载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取GNSS信号质量的监测结果。
具体地，如图3所示，步骤202可以包括：
步骤301，根据载噪比估计值和莱斯K因子估计值，获取GNSS信号强度的波动监测结果。
具体地，如果载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，则GNSS信号强度的波动监测结果为处于快速波动状态，此时如果多个跟踪通道均处于快速波动状态，则表示GNSS信号接收机所处环境发生剧烈变化，例如：室外转向室内环境过程。
步骤302，根据扩频码片形状监测数据，获取GNSS信号的多路径信号监测结果。
具体地，如果莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且扩频码片形状监测数据出现异常，则GNSS信号的多路径信号监测结果为信号出现多路径。
通过以上步骤301和302所示的技术方案可以检测出GNSS信号强度的波动监测结果和GNSS信号的多路径信号监测结果，从而进一步达到在复杂信号环境下准确地监测GNSS信号质量的目的。
步骤203，根据GNSS信号质量的监测结果对信号跟踪通道进行调整。
具体地，如果载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，对信号跟踪通道进行第一调整；其中，第一调整包括：将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式、延长相干积分时间、缩小环路带宽以及调低观测量的精度。
或者，如果莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且扩频码片形状监测数据出现异常，对信号跟踪通道进行第二调整；其中，第二调整包括：保持纯锁相环模式、采用抗多路径相关器、开启多路径去除算法、延长相干积分时间以及调低观测量的精度。
通过将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式可以有限保证载波频率的稳定跟踪，通过延长相干积分时间和缩小环路带宽可以提高信号增益，通过调低观测量的精度，可以减小它在上层导航滤波解算中的权重。通过以上调整方法可以解决GNSS信号质量变化造成对导航结果和其他通道的跟踪带来负面影响的问题
本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明实施方式提供得技术方案可以结合载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术对GNSS信号质量进行监测，使得本发明实施例提供的技术方案适用于复杂信号环境的应用场景，并且，由于采用了载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术，避免了使用单一技术手段对GNSS信号质量进行监测不准确的问题。
如图4所示，本发明的第三实施方式涉及一种信号质量的监测装置，应用在GNSS信号接收机上，所述GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个所述信号跟踪通道用于接收GNSS信号，，针对每个所述信号跟踪通道所述装置包括：
第一获取模块401，用于获取所述GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据；
第二获取模块402，用于根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果。
进一步地，如图5所示，所述信号质量的监测装置，还可以包括：
调整模块403，用于如果所述载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者所述莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，对所述信号跟踪通道进行第一调整，其中，所述第一调整包括：将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式、延长相干积分时间、缩小环路带宽以及调低观测量的精度；或者，
所述调整模块403，用于如果所述莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且所述扩频码片形状监测数据出现异常，对所述信号跟踪通道进行第二调整；其中，所述第二调整包括：保持纯锁相环模式、采用抗多路径相关器、开启多路径去除算法、延长相干积分时间以及调低观测量的精度。
本发明实施例提供的信号质量的监测装置的具体实现方法可以参见本发明实施方式提供的信号质量的监测方法所述，此处不再赘述。
本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明实施方式提供得技术方案可以结合载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术对GNSS信号质量进行监测，使得本发明实施例提供的技术方案适用于复杂信号环境的应用场景，并且，由于采用了载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据三种技术，避免了使用单一技术手段对GNSS信号质量进行监测不准确的问题。
如图6所示，本发明第四实施方式涉及一种电子设备，包括：
至少一个处理器601；以及，
与所述至少一个处理器601通信连接的存储器602；其中，
所述存储器602存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器601执行，以使所述至少一个处理器701能够执行本发明7实施方式所述的欺骗信号的检测方法。
其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明第六实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种信号质量的监测方法，应用在全球导航卫星系统GNSS信号接收机上，所述GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个所述信号跟踪通道用于接收GNSS信号，其特征在于，针对每个所述信号跟踪通道所述方法包括：
获取所述GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据；
根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果；
如果所述载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者所述莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，对所述信号跟踪通道进行第一调整；
其中，所述第一调整包括：将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式、延长相干积分时间、缩小环路带宽以及调低观测量的精度；
所述根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果包括：
根据所述载噪比估计值和莱斯K因子估计值，获取所述GNSS信号强度的波动监测结果；以及，
根据所述扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号的多路径信号监测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果之后，还包括：
如果所述莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且所述扩频码片形状监测数据出现异常，对所述信号跟踪通道进行第二调整；
其中，所述第二调整包括：保持纯锁相环模式、采用抗多路径相关器、开启多路径去除算法、延长相干积分时间以及调低观测量的精度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述载噪比估计值通过窄带宽带功率比值法或者相关器输出比值法获得。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述莱斯K因子估计值通过基于包络线的和/>获得，其中，/>为基于第二和第四时刻的莱斯因子估计值，/>为基于第一和第二时刻、采用一阶多项式近似的莱斯因子估计值，/>为基于第一和第二时刻、采用二阶多项式近似的莱斯因子估计值。
5.一种信号质量的监测装置，应用在全球导航卫星系统GNSS信号接收机上，所述GNSS信号接收机包括两个以上信号跟踪通道，每个所述信号跟踪通道用于接收GNSS信号，其特征在于，针对每个所述信号跟踪通道所述装置包括：
第一获取模块，用于获取所述GNSS信号的载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据；
第二获取模块，用于根据所述载噪比估计值、莱斯K因子估计值以及扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号质量的监测结果；
调整模块，用于如果所述载噪比估计值低于正常载噪比估计值，或者所述莱斯K因子估计值低于正常莱斯K因子估计值，对所述信号跟踪通道进行第一调整，其中，所述第一调整包括：将纯锁相环模式转变为锁频环辅助锁相环或者纯锁频环模式、延长相干积分时间、缩小环路带宽以及调低观测量的精度；
所述第二获取模块，还用于根据所述载噪比估计值和莱斯K因子估计值，获取所述GNSS信号强度的波动监测结果；以及，根据所述扩频码片形状监测数据，获取所述GNSS信号的多路径信号监测结果。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述调整模块，用于如果所述莱斯K因子估计值为正常莱斯K因子估计值，且所述扩频码片形状监测数据出现异常，对所述信号跟踪通道进行第二调整；其中，所述第二调整包括：保持纯锁相环模式、采用抗多路径相关器、开启多路径去除算法、延长相干积分时间以及调低观测量的精度。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至4所述的信号质量的监测方法。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4所述的信号质量的监测方法。
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