CN114696870B - 一种用于地面cdma定位系统的互相关干扰抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法及装置，所述方法的步骤包括，接收机接收地面基站播发的定位信号，计算本地复制伪码和干扰强信号伪码的频率差，计算频率差是否为预设频率参数的整数倍；若是，则基于强信号跟踪环路组装强信号伪码，基于初始本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，基于相关运算结果确定是否对预设的初始变换系数组进行更新；若是，得到更新变换系数组，基于更新变换系数组将本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码，对迭代本地复制伪码与组装强信号伪码进行相关运算，直到相关运算结果被判定通过，输出该迭代本地复制伪码为最终本地复制伪码。

Description

一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及定位系统技术领域，尤其涉及一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法及装置。

背景技术

近年来，随着机器人、自动驾驶等技术的发展，城市峡谷、室内环境、地下空间等区域的定位需求日渐增长。在这些环境中，卫星信号因受到遮挡无法直接被接收，难以用于定位。与卫星定位系统相比，地面CDMA定位系统具有布站灵活，多普勒频率影响小，信号强度好等优点，广泛应用于室内环境的定位系统中。

定位系统大多采用码分多址(CDMA)的传输方式，伪码自相关主峰远高于互相关峰值，这种良好的相关特性可以使得接收机区别出不同的卫星信号，同时可以快速地检测自相关函数主峰，获取精准的码相位测量值。但是，相比于平均高度20200km的卫星轨道，地面CDMA定位系统中定位终端与各个基站节点距离差异明显，由此带来的后果是接收到的不同基站信号强度差异很大。强弱信号同时存在时，强信号的互相关峰可能会淹没弱信号的自相关峰，使得对弱信号的捕获跟踪发生错误。可见，互相关干扰本质上是一种“远近效应”问题。

互相关干扰的抑制可以从信号源端考虑。一种方法是令基站轮流发送信号，在强信号停发的时段内完成对弱信号的捕获跟踪。这种方法会使得信号间断，不能连续发送，这对接收机定位算法又提出了新的要求。另一种方法是选取或设计新的伪码，互相关干扰源于不同伪码之间不完全正交，通过选取互相关性能较好的一组伪码可以从源头上抑制互相关干扰。但是，伪码优选是一个组合优化问题，庞大规模的候选码组使得伪码优选的时间复杂度非常高。也可以从接收算法上抑制甚至消除互相关干扰。多门限检测法通过设置不同的捕获门限，依次搜索、捕获不同强度的信号。若检测到弱信号的多普勒偏移与先前已检测到的强信号的多普勒频移相差1KHz的整数倍，则认为该弱信号的捕获可能是互相关干扰的结果。多峰检测法从伪码的相关特性入手，自相关主峰在一周期内只会出现一次，而互相关峰会出现很多次，利用这种分布特点识别和判断互相关干扰。扣除法先通过强信号跟踪环路准确估计强信号的幅值、载波相位、码相位等参数，再根据这些参数在中频信号中扣除该强信号，随后的相关运算结果将不受该强信号的影响。扣除法的实现相当困难，需要接收机对强信号的各个参数估计十分准确。子空间投影法通过将本地复制的伪码投影到强信号伪码的正交子空间内，构建新的本地伪码，再将新码与接收信号做相关运算，强信号互相关值可以得到抑制。实时地构建新码需要大量的矩阵运算，对廉价的接收机来说相当困难。

现有技术都能够从理论上抑制互相关干扰，但实际应用时往往面临如下问题。基站轮流发送信号会导致信号间断，增加接收难度；设计新的伪码会面临组合性能测度时间复杂度高的问题；多门限检测法和多峰检测法只能识别互相关干扰，不能利用弱信号进行定位；扣除法和子空间投影法则对接收机性能要求非常高。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的一个方面提供了一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，所述方法的步骤包括，

接收本地复制伪码和干扰强信号伪码，计算本地复制伪码的第一载波频率与干扰强信号伪码的第二载波频率的频率差，计算所述频率差与预设频率参数的商值，并将计算得到的商值作为初始商值，将所述初始商值去余得到取整商值，确定取整商值与初始商值的差的绝对值是否小于频率阈值；

若是，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码，对预测本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，基于相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新；

若是，则根据相关运算结果的值对预设的初始变换系数组进行更新，得到更新变换系数组，基于更新变换系数组将预测本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码，对迭代本地复制伪码与组装强信号伪码进行相关运算，直到相关运算结果被判定通过，输出该迭代本地复制伪码为最终本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若确定取整商值与初始商值的差的绝对值不小于频率阈值，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，将初始本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码的步骤包括：

计算初始本地复制伪码和干扰强信号伪码的码片差，基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码；

计算组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值；

基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，则基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码的步骤包括：

若组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值为正，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，更改初始本地复制伪码中二者对应相等的第一个比特；

若组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值不为正则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，更改初始本地复制伪码中二者对应不相等的第一个比特。

在本发明的一些实施方式中，根据如下公式基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码：

xs(τ)＝(-1)^{xs data bit}*xs(k+Δ)；

xs(τ)表示组装强信号伪码，Δ表示码片差，xs(k)表示初始的干扰强信号伪码，k表示初始的干扰强信号伪码的相位，xs data bit表示导航电文。

在本发明的一些实施方式中，根据如下公式计算组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值：

result2＝corr(xs(τ),xw(l))；

result2表示组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值，corr表示互相关运算，xs(τ)表示组装强信号伪码，xw(l)表示初始本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，则对预测本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，基于相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的绝对值大于预设的第一相关阈值，则对预设的初始变换系数组进行更新；

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的绝对值不大于预设的第一相关阈值，则将预测本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，则根据相关运算结果的值对预设的初始变换系数组进行更新，得到更新变换系数组的步骤包括：

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值为正，则逐位对比组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组；

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值不为正，则逐位对比组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

在本发明的一些实施方式中，基于更新变换系数组将预测本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码的步骤包括：

标记在预测本地复制伪码中的变化位所在位置，更改预测本地复制伪码中的变化位的比特值，得到迭代本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则分别计算本地复制伪码的第一载波频率和与每路干扰强信号伪码的第二载波频率的频率差，计算每个所述频率差与预设频率参数的商值，并将计算得到的商值作为初始商值，将每个所述初始商值去余得到取整商值，确定取整商值与初始商值的差的绝对值是否小于频率阈值，确定是否所有取整商值与初始商值的差的绝对值都不小于频率阈值，若是，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，将初始本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码的步骤包括：

基于干扰强信号伪码的数量，将初始本地复制伪码复制为多份，将每个初始本地复制伪码与每个干扰强信号伪码作为一个计算组；

在每个计算组中获取初始本地复制伪码和干扰强信号伪码所对应的预测本地复制伪码和组装强信号伪码，计算每个计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果，基于每个计算组中的相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新。

在本发明的一些实施方式中，基于每个计算组中的相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若每个计算组中的相关运算结果的绝对值均不大于预设的第一相关阈值，则将预测本地复制伪码作为最终本地复制伪码；

若在所有计算组中的相关运算结果的绝对值中有至少一个大于预设的第一相关阈值，则对预设的初始变换系数组进行更新。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则计算预测本地复制伪码的步骤包括：

计算每组中的初始本地复制伪码和干扰强信号伪码的码片差，基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码；

对每组中的组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值；

基于多组组装强信号伪码与初始本地复制伪码间的互相关值正负将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位；

若计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果不为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位；

找到满足所有计算组的比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则对预设的初始变换系数组进行更新的步骤还包括：

若存在组装强信号伪码a1，与预测本地复制伪码b1的互相关运算结果的绝对值不大于第一相关阈值，则在第一次循环运算中找到满足其他计算组的比特位，且该比特位上预测本地复制伪码b1与组装强信号伪码a1相等；

在第二次循环运算中找到满足其他计算组的比特位，且该比特位上再次更新的预测本地复制伪码b2与组装强信号伪码a1不相等；

并循环第一次循环运算和第二次循环运算的步骤。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在两路干扰强信号伪码，两路对应的组装强信号伪码分别为c和d，预测本地复制伪码为e，e与c的互相关运算结果的绝对值大于第一相关阈值，e与d的互相关运算结果的绝对值不大于第一相关阈值，则在对预设的初始变换系数组进行更新的步骤中，则逐位对比e与c的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，且该比特位上e与d相等，得到变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组；

且在下一次更新变换数组的步骤中，逐位对比e与c的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，且该比特位上e与d不相等，得到变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

在本发明的一些实施方式中，所述方法的步骤还包括，

基于最终本地复制伪码得到超前本地复制伪码和滞后本地复制伪码；

对超前本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算，得到超前互相关值；

对滞后本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算，得到滞后互相关值；

确定超前互相关值和滞后互相关值是否相等，若不相等，则将最终本地复制伪码输入PRN码数控振荡器对最终本地复制伪码进行调整。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。

图1为本发明用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法一种实施方式的示意图；

图2为本发明用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法另一种实施方式的示意图；

图3为本发明的第一种运行结构示意图；

图4为本发明的第二种运行结构示意图；

图5为本发明的第三种运行结构示意图。

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明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

如图1、2所示，本发明的一个方面提供了一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，所述方法的步骤包括，

步骤S100，接收本地复制伪码和干扰强信号伪码，计算本地复制伪码的第一载波频率与干扰强信号伪码的第二载波频率的频率差，计算所述频率差与预设频率参数的商值，并将计算得到的商值作为初始商值，将所述初始商值去余得到取整商值；

步骤S110，确定取整商值与初始商值的差的绝对值是否小于频率阈值；

在本发明的一些实施方式中，所述预测频率参数可以为0.5、1或1.5Khz，所述频率阈值可以为0.1、0.2或0.3等。

若是，步骤S200，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码，对预测本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，

在本发明的一些实施方式中，本地复制伪码为接收机接收信号解析得到的，初始本地复制伪码预存于接收机，与本地复制伪码相对应；

步骤S210，基于相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新；

在本发明的一些实施方式中，所述初始本地复制伪码预存在接收端，所述干扰强信号伪码由接收机解析得到。

若是，步骤S300，则根据相关运算结果的值对预设的初始变换系数组进行更新，得到更新变换系数组，基于更新变换系数组将预测本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码，对迭代本地复制伪码与组装强信号伪码进行相关运算，直到相关运算结果被判定通过，输出该迭代本地复制伪码为最终本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，所述判定即为判断迭代本地复制伪码与组装强信号伪码进行相关运算的结果，若该结果的绝对值不大于预设的第一相关阈值，则判定通过，若大于第一相关阈值则再次更新更新变换系数组，并更新迭代本地复制伪码，直到迭代本地复制伪码与组装强信号伪码进行相关运算的结果不大于预设的第一相关阈值判定通过。

在本发明的一些实施方式中，所述初始变化系数组由多个1组成，可以为(11111...111)，所述初始变化系数组的位数与本地复制伪码的位数相同。

初始变化系数组的位数始终与本地复制伪码的位数相同。

采用上述方案，本方案综合考虑接收机基带数字信号处理单元工作机制，通过变换本地伪码的特定比特，使得本地伪码与接收信号中的强信号伪码趋向正交，从而抑制互相关干扰，不需要基站轮流发送信号会导致信号间断，增加接收难度。

且本方案能快速计算新的伪码，提高效率；便于对弱信号进行定位；对接收机性能要求较低。

在本发明的一些实施方式中，本方案改变了本地复制伪码，自相关结果也会受到相应的削弱，但是，对于长度为1023甚至是10230的伪码，改变特定的几个比特对自相关结果影响可以忽略。

在本发明的一些实施方式中，若确定取整商值与初始商值的差的绝对值不小于频率阈值，则步骤S120，基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，将初始本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

采用上述方案，说明不需要对初始本地复制伪码进行更新。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码的步骤包括：

计算初始本地复制伪码和干扰强信号伪码的码片差，基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码；

计算组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值；

基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码的步骤包括：

判断组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值是否为正数；

若是，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码，找到二者相等的第一个比特位，更改初始本地复制伪码的该比特位，将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码；

若否，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码，找到二者不相等的第一个比特位，更改初始本地复制伪码的该比特位，将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若干扰强信号伪码xs(k)超前初始本地复制伪码xw(k)十个码片，则组装强信号伪码为xs(τ)，xs(τ)＝xs(k+10)；

计算xs(τ)和xw(k)的互相关值可以为：

大于0，则寻找xs(τ)和xw(k)对应相等的第一个比特，若xs(τ)为(01001...)共31位、xw(k)为(10010...)共31位，则，则二者相等的第一个码片第三位的0，对应相等，更改初始本地复制伪码xw(k)为(10110...)共31位。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，则基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码的步骤包括：

若组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值为正，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，更改初始本地复制伪码中二者对应相等的第一个比特；

若组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值不为正，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，更改初始本地复制伪码中二者对应不相等的第一个比特。

在本发明的一些实施方式中，根据如下公式基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码：

xs(τ)＝(-1)^{xs data bit}*xs(k+Δ)；

xs(τ)表示组装强信号伪码，Δ表示码片差，xs(k)表示初始的干扰强信号伪码，k表示初始的干扰强信号伪码的相位，xs data bit表示导航电文。

在本发明的一些实施方式中，若导航电文为1则翻转，如下表所示data为导航电文：

在本发明的一些实施方式中，根据如下公式计算组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值：

result2＝corr(xs(τ),xw(l))；

result2表示组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值，corr表示互相关运算，xs(τ)表示组装强信号伪码，xw(l)表示初始本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，则对预测本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，基于相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的绝对值大于预设的第一相关阈值，则对预设的初始变换系数组进行更新；

步骤S220，若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的绝对值不大于预设的第一相关阈值，则将预测本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若为单路干扰强信号伪码，则根据相关运算结果的值对预设的初始变换系数组进行更新，得到更新变换系数组的步骤包括：

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值为正，则逐位对比组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组；

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值不为正，则逐位对比组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

在本发明的一些实施方式中，基于更新变换系数组将预测本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码的步骤包括：

标记在预测本地复制伪码中的变化位所在位置，更改预测本地复制伪码中的变化位的比特值，得到迭代本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值为-0.5，则找到预测本地复制伪码和组装强信号伪码对应不相等的第一个比特位，若该比特位为预测本地复制伪码的第4位，且初始变换系数组为10110，则更新变换系数组为111-11，若预测本地复制伪码为01100，则迭代本地复制伪码为01110。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则分别计算本地复制伪码的第一载波频率和与每路干扰强信号伪码的第二载波频率的频率差，计算每个所述频率差与预设频率参数的商值，并将计算得到的商值作为初始商值，将每个所述初始商值去余得到取整商值，确定取整商值与初始商值的差的绝对值是否小于频率阈值，确定是否所有取整商值与初始商值的差的绝对值都不小于频率阈值，若是，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，将初始本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

若否，则计算预测本地复制伪码和组装强信号伪码。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码的步骤包括：

基于干扰强信号伪码的数量，将初始本地复制伪码复制为多份，将每个初始本地复制伪码与每个干扰强信号伪码作为一个计算组；

在每个计算组中获取初始本地复制伪码和干扰强信号伪码所对应的预测本地复制伪码和组装强信号伪码，计算每个计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果，基于每个计算组中的相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新。

在本发明的一些实施方式中，基于每个计算组中的相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若每个计算组中的相关运算结果的绝对值均不大于预设的第一相关阈值，则将预测本地复制伪码作为最终本地复制伪码；

若在所有计算组中的相关运算结果的绝对值中有至少一个大于预设的第一相关阈值，则对预设的初始变换系数组进行更新。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则计算预测本地复制伪码的步骤包括：

计算每组中的初始本地复制伪码和干扰强信号伪码的码片差，基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码；

对每组中的组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值；

基于多组组装强信号伪码与初始本地复制伪码间的互相关值正负将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

在本发明的一些实施方式中，若计算组中组装强信号伪码与初始本地复制伪码间的互相关值为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位；

若计算组中组装强信号伪码与初始本地复制伪码间的互相关值不为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位；

找到满足所有计算组的比特位，将初始本地复制伪码的该比特位进行更改，得到预测本地复制伪码。

若计算组1中初始本地复制伪码为011110、组装强信号伪码1为100010；计算组2中初始本地复制伪码为011110、组装强信号伪码2为101110；若计算组1中互相关值不为正，计算组2中互相关值为正，则首先找到满足计算组1的初始本地复制伪码的第一位，在第一位上初始本地复制伪码0，组装强信号伪码为1；再找到满足计算组2的初始本地复制伪码的第三位，在第三位上初始本地复制伪码为1，组装强信号伪码为1，第三位上同时满足计算组1，因此，更改初始本地复制伪码的第三位的1为0，得到预测本地复制伪码为010110。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位；

若计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果不为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位；

找到满足所有计算组的比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

若计算组1中预测本地复制伪码为101110、组装强信号伪码1为110010；计算组2中初始本地复制伪码为101110、组装强信号伪码2为100100；若计算组1中互相关值不为正，计算组2中互相关值为正，则首先找到满足计算组1的初始本地复制伪码的第二位，在第一位上初始本地复制伪码0，组装强信号伪码为1；再找到满足计算组2的初始本地复制伪码的第一位，在第一位上初始本地复制伪码为1，组装强信号伪码为1，但第一位在计算组1中不能满足，第二位上同时满足计算组1、2，因此，更改预测本地复制伪码的第二位的0为1，得到迭代本地复制伪码为111110。

在本发明的一些实施方式中，所述更新变换数组能够在多次计算中记载本地复制伪码的变化情况。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在多路干扰强信号伪码，则对预设的初始变换系数组进行更新的步骤还包括：

若存在组装强信号伪码a1，与预测本地复制伪码b1的互相关运算结果的绝对值不大于第一相关阈值，则在第一次循环运算中找到满足其他计算组的比特位，且该比特位上预测本地复制伪码b1与组装强信号伪码a1相等；

在第二次循环运算中找到满足其他计算组的比特位，且该比特位上再次更新的预测本地复制伪码b2与组装强信号伪码a1不相等；

并循环第一次循环运算和第二次循环运算的步骤。

在本发明的一些实施方式中，若同时存在两路干扰强信号伪码，两路对应的组装强信号伪码分别为c和d，预测本地复制伪码为e，e与c的互相关运算结果的绝对值大于第一相关阈值，且为正数，e与d的互相关运算结果的绝对值不大于第一相关阈值，则在对预设的初始变换系数组进行更新的步骤中，则逐位对比e与c的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，且该比特位上e与d相等，得到变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组；

且在下一次更新变换数组的步骤中，若下一轮中e与c的互相关运算结果为正，逐位对比e与c的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，且该比特位上e与d不相等，得到变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

采用上述方案，本方案循环第一次循环运算和第二次循环运算的步骤，这样让低于第一相关阈值的参数组循环相反变换，两个循环互相抵消影响，让二者互相关结果始终低于阈值，提高计算效率。

在本发明的一些实施方式中，所述方法的步骤还包括，步骤S400，

基于最终本地复制伪码得到超前本地复制伪码和滞后本地复制伪码；

对超前本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算，得到超前互相关值；

对滞后本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算，得到滞后互相关值；

确定超前互相关值和滞后互相关值是否相等，若不相等，则将最终本地复制伪码输入PRN码数控振荡器对最终本地复制伪码进行调整。

若相等，则不需要对最终本地复制伪码进行调整。

如图3所示，在本发明的一些实施方式中，所述超前本地复制伪码和滞后本地复制伪码的超前和滞后的码片数相等。

根据如下公式对超前本地复制伪码或滞后本地复制伪码和干扰强信号进行互相关计算：

τ为相关运算的横坐标，x₁(t)表示参与相关运算的第一个伪码，x₂(t)表示参与相关运算的第二个伪码，N为正整数，T_c为码宽。

公式中的伪码可以为超前本地复制伪码或滞后本地复制伪码。

采用上述方案，若当前的本地复制伪码的相关峰为最大，则超前本地复制伪码和滞后本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算的结果应当相等，因此，本方案采用分别计算二者的方式判断是否需要对当前的本地复制伪码进行调整，本方案能够实时对本地复制伪码进行调整，最大程度限制互相关干扰。

如图4、5所示，本发明设计应用本地伪码生成(Pseudo-code Generation withTransform Coefficient,PGTC)模型的接收机跟踪环路，工作过程可简单描述如下：

中频信号s_IF(n)先与载波相乘剥离载波，再分别与E、P、L三份伪码做相关运算，经过相干积分提高信噪比。随后，P支路的相干积分值输入载波环鉴别器，进而控制载波NCO的输出相位和频率。E、L支路的相干积分值则输入码环鉴别器，经滤波后调节PRN码NCO的输出相位和频率，使复制伪码与接收伪码保持对齐。伪随机(Pseudo-Random Noise，PRN)码发生器负责生成本地伪码，其有两个输入，一个是PRN码NCO，负责调节生成伪码的频率，另一个是变换系数模块，变换系数模块接收强信号通道的参数，根据PGTC模型实时更改变换系数数组，此系数数组加权到标准PRN码上，生成新的本地伪码。新的伪码经过移位寄存器，复制出三份不同码相位的超前、即时、滞后码，参与下一周期的相关运算。

变换系数模块作为输入连接到PRN码发生器，将变换系数加权到本地复制伪码上，这一结构使得PGTC模型与经典的接收机跟踪环路有很好的兼容性。

本发明可解决共频带定位系统中互相关干扰问题，能够提升接收机捕获跟踪弱信号的能力，进而提高接收灵敏度和定位精度。本发明设计了PGTC模型，给出了PGTC模型的工作流程，同时给出了应用PGTC模型的接收机跟踪环路技术细节。

1、通过PGTC模型变换本地伪码的特定比特，使得本地伪码与接收信号中的强信号伪码趋向正交，从而抑制互相关干扰。

2、通过PGTC模型生成本地伪码，可同时降低码环超前、即时、滞后支路互相关干扰。

3、数据比特跳变会使伪码发生非线性变化，在外界辅助定位系统提供导航电文等辅助信息的条件下，PGTC模型可解决相关运算中的数据比特跳变问题。

4、应用PGTC模型的接收机跟踪环路。；

本发明实施例还提供一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，所述方法的步骤包括，

接收本地复制伪码和干扰强信号伪码，计算本地复制伪码的第一载波频率与干扰强信号伪码的第二载波频率的频率差，计算所述频率差与预设频率参数的商值，并将计算得到的商值作为初始商值，将所述初始商值去余得到取整商值，确定取整商值与初始商值的差的绝对值是否小于频率阈值；

若是，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码，对预测本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，基于相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新；

若是，则根据相关运算结果的值对预设的初始变换系数组进行更新，得到更新变换系数组，基于更新变换系数组将预测本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码，对迭代本地复制伪码与组装强信号伪码进行相关运算，直到相关运算结果被判定通过，输出该迭代本地复制伪码为最终本地复制伪码。

2.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若确定取整商值与初始商值的差的绝对值不小于频率阈值，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，将初始本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

3.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若为单路干扰强信号伪码，基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码的步骤包括：

计算初始本地复制伪码和干扰强信号伪码的码片差，基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码；

计算组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值；

基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

4.根据权利要求3所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若为单路干扰强信号伪码，则基于组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码的步骤包括：

若组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值为正，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，更改初始本地复制伪码中二者对应相等的第一个比特；

若组装强信号伪码与初始本地复制伪码的互相关值不为正，则逐位对比组装强信号伪码与初始本地复制伪码的每个比特，更改初始本地复制伪码中二者对应不相等的第一个比特。

5.根据权利要求3所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，根据如下公式基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码：

xs(τ)＝(-1)^{xs data bit}*xs(k+Δ)；

xs(τ)表示组装强信号伪码，Δ表示码片差，xs(k)表示初始的干扰强信号伪码，k表示初始的干扰强信号伪码的相位，xs data bit表示导航电文。

6.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若为单路干扰强信号伪码，则对预测本地复制伪码和组装强信号伪码进行相关运算，基于相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的绝对值大于预设的第一相关阈值，则对预设的初始变换系数组进行更新；

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的绝对值不大于预设的第一相关阈值，则将预测本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

7.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若为单路干扰强信号伪码，则根据相关运算结果的值对预设的初始变换系数组进行更新，得到更新变换系数组的步骤包括：

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值为正，则逐位对比组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组；

若预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果的值不为正，则逐位对比组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

8.根据权利要求7所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，基于更新变换系数组将预测本地复制伪码更新为迭代本地复制伪码的步骤包括：

标记在预测本地复制伪码中的变化位所在位置，更改预测本地复制伪码中的变化位的比特值，得到迭代本地复制伪码。

9.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若同时存在多路干扰强信号伪码，则分别计算本地复制伪码的第一载波频率和与每路干扰强信号伪码的第二载波频率的频率差，计算每个所述频率差与预设频率参数的商值，并将计算得到的商值作为初始商值，将每个所述初始商值去余得到取整商值，确定取整商值与初始商值的差的绝对值是否小于频率阈值，确定是否所有取整商值与初始商值的差的绝对值都不小于频率阈值，若是，则基于本地复制伪码获取初始本地复制伪码，将初始本地复制伪码作为最终本地复制伪码。

10.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若同时存在多路干扰强信号伪码，则基于初始本地复制伪码和干扰强信号伪码得到预测本地复制伪码和组装强信号伪码的步骤包括：

基于干扰强信号伪码的数量，将初始本地复制伪码复制为多份，将每个初始本地复制伪码与每个干扰强信号伪码作为一个计算组；

在每个计算组中获取初始本地复制伪码和干扰强信号伪码所对应的预测本地复制伪码和组装强信号伪码，计算每个计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果，基于每个计算组中的相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新。

11.根据权利要求10所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，基于每个计算组中的相关运算结果确定是否需要对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若每个计算组中的相关运算结果的绝对值均不大于预设的第一相关阈值，则将预测本地复制伪码作为最终本地复制伪码；

若在所有计算组中的相关运算结果的绝对值中有至少一个大于预设的第一相关阈值，则对预设的初始变换系数组进行更新。

12.根据权利要求10或11所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若同时存在多路干扰强信号伪码，则计算预测本地复制伪码的步骤包括：

计算每组中的初始本地复制伪码和干扰强信号伪码的码片差，基于所述码片差和导航电文计算得到组装强信号伪码；

对每组中的组装强信号伪码与初始本地复制伪码进行互相关运算，得到二者的互相关值；

基于多组组装强信号伪码与初始本地复制伪码间的互相关值正负将初始本地复制伪码更新为预测本地复制伪码。

13.根据权利要求10所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若同时存在多路干扰强信号伪码，对预设的初始变换系数组进行更新的步骤包括：

若计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应相等的第一个比特位；

若计算组中预测本地复制伪码和组装强信号伪码的相关运算结果不为正，则逐位对比该计算组中组装强信号伪码与预测本地复制伪码的每个比特，找到二者对应不相等的第一个比特位；

找到满足所有计算组的比特位，将初始变换系数组中的该比特位作为变化位，将变化位的数值变为-1，得到更新变换系数组。

14.根据权利要求10所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，若同时存在多路干扰强信号伪码，则对预设的初始变换系数组进行更新的步骤还包括：

若存在组装强信号伪码a1，与预测本地复制伪码b1的互相关运算结果的绝对值不大于第一相关阈值，则在第一次循环运算中找到满足其他计算组的比特位，且该比特位上预测本地复制伪码b1与组装强信号伪码a1相等；

在第二次循环运算中找到满足其他计算组的比特位，且该比特位上再次更新的预测本地复制伪码b2与组装强信号伪码a1不相等；

并循环第一次循环运算和第二次循环运算的步骤。

15.根据权利要求1所述的用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制方法，其特征在于，所述方法的步骤还包括，

基于最终本地复制伪码得到超前本地复制伪码和滞后本地复制伪码；

对超前本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算，得到超前互相关值；

对滞后本地复制伪码与干扰强信号进行互相关计算，得到滞后互相关值；

确定超前互相关值和滞后互相关值是否相等，若不相等，则将最终本地复制伪码输入PRN码数控振荡器对最终本地复制伪码进行调整。

16.一种用于地面CDMA定位系统的互相关干扰抑制装置，其特征在于，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如权利要求1-15任一项所述方法的步骤。

Images