CN115113240A - 电离层闪烁信号的跟踪方法、接收机及存储介质 - Google Patents

电离层闪烁信号的跟踪方法、接收机及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及通信领域，公开了一种电离层闪烁信号的跟踪方法、接收机及存储介质，以解决电离层闪烁对接收机跟踪的影响。应用在接收机上，接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构，每一跟踪通道结构对应一颗卫星，每一跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且若干个跟踪通道之间存在频间辅助，电离层闪烁信号的跟踪方法包括：多卫星多频点联合滤波器获取跟踪通道提供的相关结果；多卫星多频点联合滤波器根据跟踪通道的所述相关结果，对跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。

Description

电离层闪烁信号的跟踪方法、接收机及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，特别涉及一种电离层闪烁信号的跟踪方法、接收机及存储介质。
背景技术
电离层闪烁，是指由射频信号传播路径上的电离层电子分布的不规律性引起的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)信号幅度和相位随时间的快速波动。最严重的闪烁发生在地球两级和赤道地区(维度在赤道±20度以内)。尤其是赤道地区的电离层闪烁，会严重影响接收机的载波和伪码跟踪，并且会影响伪距和载波相位观测量的质量，甚至长时间的闪烁会造成跟踪环路失锁。
因此，如何解决赤道地区电离层闪烁信号对接收机跟踪的的影响，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电离层闪烁信号的跟踪方法、接收机及存储介质，旨在解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种电离层闪烁信号的跟踪方法，应用在接收机上，所述接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构，每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助，所述电离层闪烁信号的跟踪方法包括：所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果；所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
本发明的实施例还提供了一种接收机，适用于电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪，所述接收机包括：一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构；
每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助；
其中，所述多卫星多频点联合滤波器用于根据所述跟踪通道提供的相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
本发明的实施例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电离层闪烁信号的跟踪方法。
本发明实施例提供得技术方案，不局限于对单个跟踪通道的改造，而是将每颗卫星拥有的每一频点对应的跟踪通道提供的相关结果融合在一起，采用多卫星、多频点间的辅助来对传统接收机结构进行改进，大大提高了接收机整体跟踪和定位的稳健性，克服了单通道跟踪的不足，从而在使用这种结构的接收机对电离层闪烁信号进行跟踪时，能够实现对电离层闪烁信号的伪码和载波的高精准跟踪，大大提高了跟踪结果的精准度。
另外，所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪，包括：所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，进行PVT解算，得到所述接收机的位置信息、速度信息和时间信息；根据所述位置信息、所述速度信息和所述时间信息，生成对所述相关结果对应的所述跟踪通道的反馈控制信号；根据所述反馈控制信号，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
另外，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器和载波环；所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果，包括：所述多卫星多频点联合滤波器获取每一所述跟踪通道提供的相关结果；所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪，包括：所述多卫星多频点联合滤波器根据每一所述跟踪通道的所述相关结果，对所述相关结果对应的所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
另外，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器、载波环和伪码环；所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果，包括：所述多卫星多频点联合滤波器从所述卫星对应的所述跟踪通道结构中的若干个所述跟踪通道中选取一个作为观测量输入跟踪通道；所述多卫星多频点联合滤波器获取所述观测量输入跟踪通道提供的相关结果；所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪，包括：所述多卫星多频点联合滤波器根据所述观测量输入跟踪通道的所述相关结果，对每一所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
另外，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器和载波环；其中，在对电离层闪烁信号进行跟踪时，每一所述跟踪通道的所述相关器分别向所述载波环和所述多卫星多频点联合滤波器提供相关结果；所述多卫星多频点联合滤波器根据每一所述跟踪通道提供的所述相关结果进行融合滤波，根据得到的每一所述跟踪通道的融合滤波结果为每一所述跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助，并为每一所述跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数；所述载波环根据所述相关器提供的相关结果和所述多卫星多频点联合滤波器提供的载波多普勒辅助，向所述本地信号发生器提供载波误差参数；所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
另外，所述多卫星多频点联合滤波器包括多频融合载波环和多频融入伪码环。
另外，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器、载波环和伪码环；其中，在对电离层闪烁信号进行跟踪时，从所述卫星对应的所述跟踪通道结构中的若干个所述跟踪通道中选取一个作为观测量输入跟踪通道；对于所述观测量输入跟踪通道，所述观测量输入跟踪通道的所述相关器分别向所述多卫星多频点联合滤波器、所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环和所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供相关结果；所述多卫星多频点联合滤波器根据所述观测量输入跟踪通道提供的所述相关结果进行融合滤波，根据得到的融合滤波结果为所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助，为所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环提供伪码参考值；所述观测量输入跟踪通道的所述载波环根据所述载波多普勒辅助和所述相关结果为所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环提供伪码多普勒辅助，为所述观测量输入跟踪通道的所述本地信号发生器提供载波误差参数，为所述卫星对应的所述跟踪通道结构中除所述观测量输入跟踪通道的所述跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助；所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环根据所述伪码参数值和所述伪码多普勒辅助，为所述观测量输入跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数，为所述卫星对应的所述跟踪通道结构中除所述观测量输入跟踪通道的所述跟踪通道的所述伪码环提供伪码辅助；所述观测量输入跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述观测量输入跟踪通道的所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪；对于所述卫星对应的所述跟踪通道结构中除所述观测量输入跟踪通道的所述跟踪通道，所述跟踪通道的所述相关器分别向所述跟踪通道的所述伪码环和所述载波环提供相关结果；所述跟踪通道的所述载波环根据所述相关结果和所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供的载波多普勒辅助为所述跟踪通道的所述伪码环提供伪码多普勒辅助，为所述跟踪通道的所述本地信号发生器提供载波误差参数；所述跟踪通道的所述伪码环根据所述相关结果、所述跟踪通道的所述载波环提供的载波多普勒辅助和所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环提供的伪码辅助，为所述跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数；所述跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述跟踪通道的所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
另外，所述多卫星多频点联合滤波器包括单频融合载波环和伪码相位估计器。
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例提供的接收机的结构示意图；
图2是本发明的第二实施例提供的接收机的结构示意图；
图3是本发明的第三实施例提供的接收机的结构示意；
图4是本发明的第四实施例提供的电离层闪烁信号的跟踪方法的流程图；
图5是本发明的第五实施例提供的电离层闪烁信号的跟踪方法的流程图；
图6是本发明的第六实施例提供的电离层闪烁信号的跟踪方法的流程图。
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例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，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例的种种变化和修改，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。
本发明的第一实施例涉及一种接收机，主要适用于电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪，尤其适用于赤道区域电离层闪烁信号的跟踪。
具体的说，在本实施例中，所述接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构。
为了便于理解和说明，以下结合图1给出的接收机结构进行具体说明。
如图1所示，本实施例中所说的跟踪通道结构，具体是指图1中每颗卫星对应的方框结构。
不难发现，每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，如图1中的卫星1、卫星2...卫星N，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点。
此外，由于同一颗卫星的不同频点的信号在时间和空间上具有很强的相关性，所以同一颗卫星的各频点之间会存在相互辅助，因而上述所说的若干个跟踪通道之间存在频间辅助。
应当理解的是，图1给出的仅为一种具体的接收机结构，对本发明的技术方案并不构成限定，在实际应用中，每颗卫星对应的跟踪通道结构中包括的跟踪通道的数量，只需与该卫星拥有的频点数量相同，即保证每一个频点对应一个单独的跟踪通道即可。
相应地，基于图1所示的接收机的结构可知，所述多卫星多频点联合滤波器用于根据所述跟踪通道提供的相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
需要说明的是，在实际应用中，所述跟踪通道提供给多卫星多频点联合滤波器的相关结果可以是通过跟踪通道内的相关器进行相关累加得到的，也可以是由鉴别器进行处理后输出的，本实施例对此不做限制。
此外，值得一提的是，在具体实施中，所述多卫星多频点联合滤波器在根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪时，具体如下：
首先，根据所述跟踪通道的所述相关结果，进行PVT解算，得到所述接收机的位置信息、速度信息和时间信息；然后，根据所述位置信息、所述速度信息和所述时间信息，生成对所述相关结果对应的所述跟踪通道的反馈控制信号；最后，根据所述反馈控制信号，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
也就是说，在具体实施时，上述多卫星多频点滤波器的内部还需要一个PVT解算引擎，从而可以基于PVT解算引起计算载体的导航信息，并结合星历解算的卫星位置和速度结果，生成每一跟踪通道的反馈控制信息。
可理解的，PVT解算引擎一般采用扩展卡尔曼滤波器(EKF)来实现。该结构使用的PVT算法必须十分可靠，因为多卫星多频辅助信息的生成实现依赖于PVT算法的解算结果。
通过上述描述可知，本实施例提供的接收机，不局限于对单个跟踪通道的改造，而是将每颗卫星拥有的每一频点对应的跟踪通道提供的相关结果融合在一起，采用多卫星、多频点间的辅助来对传统接收机结构进行改进，大大提高了接收机整体跟踪和定位的稳健性，克服了单通道跟踪的不足，从而在使用这种结构的接收机对电离层闪烁信号进行跟踪时，能够实现对电离层闪烁信号的伪码和载波的高精准跟踪，大大提高了跟踪结果的精准度。
本发明的第二实施例涉及一种接收机，主要适用于电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪。
在本实施例中，接收机中的每一跟踪通道均包括相关器、本地信号发生器和载波环。
进一步地，为了使多卫星多频点联合滤波器能够与上述结构的跟踪通道相配合，实现对跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。在本实施例中，多卫星多频点联合滤波器采用多频融合载波环+多频融入伪码环的形式，即多卫星多频点联合滤波器包括多频融合载波环和多频融入伪码环。
为了更的理解和说明，本实施例以北斗系统的B1I、B2I和B3I频点信号的跟踪为例，介绍基于上述结构的接收机，在实现对赤道地区电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪时，所述接收机中各实体单元的工作流程。
从图2中可以看出，这种结构的接收机中，每颗卫星拥有的每一频点对应的跟踪通道内部的结构都是相同的，并且每一跟踪通道内部的实体单元与多频融合载波环+多频融入伪码环形式的多卫星多频点联合滤波器的交互都是相同的。
基于此，以下仅以B1I跟踪通道中的各功能实体与多频融合载波环+多频融入伪码环形式的多卫星多频点联合滤波器的交互为例，对电离层闪烁信号进行跟踪的过程进行说明。
首先，B1I跟踪通道的相关器分别向所述载波环和所述多卫星多频点联合滤波器中的多频融合载波环和多频融合伪码环提供相关结果。
可理解的，此处所说的相关结果，在实际应用中够可以是经鉴别器处理后的输出结果。
然后，所述多卫星多频点联合滤波器根据B1I跟踪通道提供的所述相关结果进行融合滤波，根据得到的融合滤波结果，为B1I跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助，并为B1I跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数。
接着，B1I跟踪通道的所述载波环根据所述相关器提供的相关结果和所述多卫星多频点联合滤波器提供的载波多普勒辅助，向所述本地信号发生器提供载波误差参数。
最后，B1I跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
可理解的，由于上述是以B1I跟踪通道中的各功能实体与多频融合载波环+多频融入伪码环形式的多卫星多频点联合滤波器的交互为例，对电离层闪烁信号进行跟踪的过程进行的说明。故而，上述所说的相关器、本地信号发生器、载波环均为B1I跟踪通道中的。
通过上述描述不难发现，本实施例提供的接收机，由于每一跟踪通道内的载波环会受到上层多卫星多频点联合滤波器的载波多普勒辅助，因而只需要跟踪残余多普勒，即由电离层闪烁引起的多普勒，便可以实现对电离层闪烁信号的载波和伪码的跟踪。
除此之外，本实施例提供的接收机，每一跟踪通道通过基于自身估计出的载波误差参数和上层多卫星多频点联合滤波器提供的伪码误差参数，实现了对本地信号发生器的控制，从而可以由本地信号发生器实现对相关器中的频点信号的本地调节。
本发明的第三实施例涉及一种接收机，主要适用于电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪。
在本实施例中，接收机中的每一跟踪通道均包括相关器、本地信号发生器、载波环和伪码环。
进一步地，为了使多卫星多频点联合滤波器能够与上述结构的跟踪通道相配合，实现对跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。在本实施例中，多卫星多频点联合滤波器采用单频融合载波环+伪码相位估计器的形式，即多卫星多频点联合滤波器包括单频融合载波环和伪码相位估计器。
为了更的理解和说明，本实施例仍以北斗系统的B1I、B2I和B3I频点信号的跟踪为例，介绍基于上述结构的接收机，在实现对赤道地区电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪时，所述接收机中各实体单元的工作流程。
从图3中可以看出，本实施例中提供的接收机与第二实施例中提供的接收机的主要区别在于：(1)每个跟踪通道有独立的载波环和伪码环，每个跟踪通道的伪码环受到载波环的多普勒辅助；(2)每颗可见卫星只有一个频点的相关器输出会作为观测量输入到上层多卫星多频点联合滤波器中，而上层多卫星多频点联合滤波器只生成该频点对应跟踪通道的载波多普勒辅助和伪码多普勒辅助反馈量；(3)每颗卫星参与上层融合滤波的跟踪通道的载波环和伪码环对同颗卫星其他通道的载波环和伪码环进行辅助；(4)第二实施例中多频融合载波环+多频融入伪码环形式的多卫星多频点联合滤波器被单频融合载波环+伪码相位估计器形式的多卫星多频点联合滤波器替换。
也就是说，在对电离层闪烁信号进行跟踪时，对于每颗卫星，需要从所述卫星对应的所述跟踪通道结构中的若干个所述跟踪通道中选取一个作为观测量输入跟踪通道。
为了便于说明，以下以B1I跟踪通道为观测量输入跟踪通道为例，对卫星1中每一跟踪通道(B1I跟踪通道、B2I跟踪通道和B3I跟踪通道)中的各功能实体与单频融合载波环+伪码相位估计器形式的多卫星多频点联合滤波器替换的交互为例，对电离层闪烁信号进行跟踪的过程进行说明。
对于B1I跟踪通道：
首先，B1I跟踪通道的所述相关器分别向所述多卫星多频点联合滤波器、所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环和所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供相关结果。
然后，所述多卫星多频点联合滤波器根据B1I跟踪通道提供的所述相关结果进行融合滤波，根据得到的融合滤波结果为B1I跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助，为B1I跟踪通道的所述伪码环提供伪码参考值。
接着，B1I跟踪通道的所述载波环根据所述载波多普勒辅助和所述相关结果为B1I跟踪通道的所述伪码环提供伪码多普勒辅助，为B1I跟踪通道的所述本地信号发生器提供载波误差参数，为B2I跟踪通道和B3I跟踪通道的所述跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助。
接着，B1I跟踪通道的所述伪码环根据所述伪码参数值和所述伪码多普勒辅助，为B1I跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数，为B2I跟踪通道和B3I跟踪通道的所述伪码环提供伪码辅助。
最后，B1I跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对B1I跟踪通道的所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
可理解的，由于上述是以B1I跟踪通道为观测量输入跟踪通道。故而，上述所说的相关器、本地信号发生器、载波环均为B1I跟踪通道中的。
需要说明的，在实际应用中，观测量输入跟踪通道的选取，具体是基于选取载波频率高的规则来选取的。这是因为载波频率越高，对电离层闪烁信号的抗干扰性越好，越能保证上层多卫星多频点联合滤波器在根据观测量输入跟踪通道提供的相关结果进行融合滤波后生成的对各跟踪通道反馈的反馈控制信号的质量最好。
对于B2I跟踪通道和B3I跟踪通道，由于这两个通道进行信号跟踪的方式是相同，因此以下以B2I跟踪通道为了，进行具体说明：
首先，所述跟踪通道的所述相关器分别向所述跟踪通道的所述伪码环和所述载波环提供相关结果。
然后，B2I跟踪通道的所述载波环根据所述相关结果和B1I跟踪通道的所述载波环提供的载波多普勒辅助为B2I跟踪通道的所述伪码环提供伪码多普勒辅助，为B2I跟踪通道的所述本地信号发生器提供载波误差参数。
接着，B2I跟踪通道的所述伪码环根据所述相关结果、B2I跟踪通道的所述载波环提供的载波多普勒辅助和B1I跟踪通道的所述伪码环提供的伪码辅助，为B2I跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数。
最后，B2I跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对B2I跟踪通道的所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
通过上述描述可知，在本实施例中提供的接收机中，每个跟踪通道的伪码环受到同一跟踪通道的载波环的多普勒辅助，从而可以保证在一个较小的带宽下提供低噪声的伪距观测量。
同时，由于上层多卫星多频点联合滤波器对每颗卫星的某一个频点进行了载波多普勒辅助，所以尽管上层多卫星多频点联合滤波器并没有包含伪码环路，且不是所有频点的观测量都参与了融合滤波，多卫星单频融合辅助的影响也能够通过该频点的载波环，间接地传递给所有频点的载波环和伪码环，进而实现对电离层闪烁信号的载波和伪码的跟踪。
此外，值得一提的是，在本实施例中，所述多卫星多频点联合滤波器中的伪码相位估计器估计出来的伪码相位，不是用来调节数字控制振荡器(Numerically ControlledOscillator，NCO)，而是用来检测伪码的跟踪情况，或者在伪码失锁情况下调控伪码环滤波器。
除此之外，本实施例中提供的接收机，在具体实施时，可以根据业务需要将多卫星辅助和多频辅助分开进行。比如，只需要多频辅助，直接切断上层多卫星多频点联合滤波器对各跟踪通道的反馈辅助即可。
除此之外，本实施例中提供的接收机，由于上次多卫星多频点联合滤波器只需要对所有可见卫星的某一个频点的观测量，即提供的相关结果进行融合滤波，从而大大减小了计算量，易于工程化实现。
此外，值得一提的是，不论是上述哪一实施例中提供的接收机，跟踪通道中涉及的载波环均可采用锁相环或者锁频环形式。
具体而言，锁频环的动态跟踪范围更大，但是跟踪精度不如锁相环；锁相环的动态跟踪范围比锁频环窄，但是跟踪精度更高。因此，在具体实施时，当电离层闪烁增强时可以考虑采用锁频环；当电离层闪烁减弱时可以考虑切换成锁相环形式。
本发明的第四实施例涉及一种电离层闪烁信号的跟踪方法，应用在接收机上，所述接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构，每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助。
如图4所示，所述电离层闪烁信号的跟踪方法包括：
步骤401，所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果。
步骤402，所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
需要说明的是，在实际应用中，所述跟踪通道提供给多卫星多频点联合滤波器的相关结果可以是通过跟踪通道内的相关器进行相关累加得到的，也可以是由鉴别器进行处理后输出的，本实施例对此不做限制。
此外，值得一提的是，在具体实施中，所述多卫星多频点联合滤波器在根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪时，具体如下：
首先，根据所述跟踪通道的所述相关结果，进行PVT解算，得到所述接收机的位置信息、速度信息和时间信息；然后，根据所述位置信息、所述速度信息和所述时间信息，生成对所述相关结果对应的所述跟踪通道的反馈控制信号；最后，根据所述反馈控制信号，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
也就是说，在具体实施时，上述多卫星多频点滤波器的内部还需要一个PVT解算引擎，从而可以基于PVT解算引起计算载体的导航信息，并结合星历解算的卫星位置和速度结果，生成每一跟踪通道的反馈控制信息。
可理解的，PVT解算引擎一般采用扩展卡尔曼滤波器(EKF)来实现。该结构使用的PVT算法必须十分可靠，因为多卫星多频辅助信息的生成实现依赖于PVT算法的解算结果。
本发明实施例相对于现有技术而言，不局限于对单个跟踪通道的改造，而是将每颗卫星拥有的每一频点对应的跟踪通道提供的相关结果融合在一起，采用多卫星、多频点间的辅助来对传统接收机结构进行改进，大大提高了接收机整体跟踪和定位的稳健性，克服了单通道跟踪的不足，从而在使用这种结构的接收机对电离层闪烁信号进行跟踪时，能够实现对电离层闪烁信号的伪码和载波的高精准跟踪，大大提高了跟踪结果的精准度。
此外，不难发现，本实施例为与第一实施例相对应的方法实施例，本实施例可与第一实施例互相配合实施。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。
本发明的第五实施例涉及一种电离层闪烁信号的跟踪方法，应用在接收机上，所述接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构，每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助。
在本实施例中，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器和载波环；所述多卫星多频点联合滤波器包括多频融合载波环和多频融入伪码环。
基于这种结构，本实施例提供的电离层闪烁信号的跟踪方法具体包括图5所示的步骤：
步骤501，所述多卫星多频点联合滤波器获取每一所述跟踪通道提供的相关结果。
步骤502，所述多卫星多频点联合滤波器根据每一所述跟踪通道的所述相关结果，对所述相关结果对应的所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
通过上述描述不难发现，本实施例提供的电离层闪烁信号的跟踪方法，由于每一跟踪通道内的载波环会受到上层多卫星多频点联合滤波器的载波多普勒辅助，因而只需要跟踪残余多普勒，即由电离层闪烁引起的多普勒，便可以实现对电离层闪烁信号的载波和伪码的跟踪。
除此之外，本实施例提供的接收机，每一跟踪通道通过基于自身估计出的载波误差参数和上层多卫星多频点联合滤波器提供的伪码误差参数，实现了对本地信号发生器的控制，从而可以由本地信号发生器实现对相关器中的频点信号的本地调节。
此外，不难发现，本实施例为与第二实施例相对应的方法实施例，本实施例可与第二实施例互相配合实施。第二实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第二实施例中。
本发明的第六实施例涉及一种电离层闪烁信号的跟踪方法，应用在接收机上，所述接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构，每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助。
在本实施例中，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器、载波环和伪码环；所述多卫星多频点联合滤波器包括单频融合载波环和伪码相位估计器。
基于这种结构，本实施例提供的电离层闪烁信号的跟踪方法具体包括图6所示的步骤：
步骤601，所述多卫星多频点联合滤波器从所述卫星对应的所述跟踪通道结构中的若干个所述跟踪通道中选取一个作为观测量输入跟踪通道。
步骤602，所述多卫星多频点联合滤波器获取所述观测量输入跟踪通道提供的相关结果。
步骤603，所述多卫星多频点联合滤波器根据所述观测量输入跟踪通道的所述相关结果，对每一所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
通过上述描述可知，在本实施例中提供的电离层闪烁信号的跟踪方法，每个跟踪通道的伪码环受到同一跟踪通道的载波环的多普勒辅助，从而可以保证在一个较小的带宽下提供低噪声的伪距观测量。
同时，由于上层多卫星多频点联合滤波器对每颗卫星的某一个频点进行了载波多普勒辅助，所以尽管上层多卫星多频点联合滤波器并没有包含伪码环路，且不是所有频点的观测量都参与了融合滤波，多卫星单频融合辅助的影响也能够通过该频点的载波环，间接地传递给所有频点的载波环和伪码环，进而实现对电离层闪烁信号的载波和伪码的跟踪。
此外，值得一提的是，在本实施例中，所述多卫星多频点联合滤波器中的伪码相位估计器估计出来的伪码相位，不是用来调节数字控制振荡器(Numerically ControlledOscillator，NCO)，而是用来检测伪码的跟踪情况，或者在伪码失锁情况下调控伪码环滤波器。
除此之外，本实施例中提供的电离层闪烁信号的跟踪方法，在具体实施时，可以根据业务需要将多卫星辅助和多频辅助分开进行。比如，只需要多频辅助，直接切断上层多卫星多频点联合滤波器对各跟踪通道的反馈辅助即可。
除此之外，本实施例中提供的电离层闪烁信号的跟踪方法，由于上次多卫星多频点联合滤波器只需要对所有可见卫星的某一个频点的观测量，即提供的相关结果进行融合滤波，从而大大减小了计算量，易于工程化实现。
此外，不难发现，本实施例为与第三实施例相对应的方法实施例，本实施例可与第三实施例互相配合实施。第三实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第三实施例中。
本发明的第七实施例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，上述各实施例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 (10)

1.一种电离层闪烁信号的跟踪方法，应用在接收机上，所述接收机包括一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构，每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助，其特征在于，所述电离层闪烁信号的跟踪方法包括：
所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果；
所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪，包括：
所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，进行PVT解算，得到所述接收机的位置信息、速度信息和时间信息；
根据所述位置信息、所述速度信息和所述时间信息，生成对所述相关结果对应的所述跟踪通道的反馈控制信号；
根据所述反馈控制信号，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器和载波环；
所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果，包括：
所述多卫星多频点联合滤波器获取每一所述跟踪通道提供的相关结果；
所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪，包括：
所述多卫星多频点联合滤波器根据每一所述跟踪通道的所述相关结果，对所述相关结果对应的所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器、载波环和伪码环；
所述多卫星多频点联合滤波器获取所述跟踪通道提供的相关结果，包括：
所述多卫星多频点联合滤波器从所述卫星对应的所述跟踪通道结构中的若干个所述跟踪通道中选取一个作为观测量输入跟踪通道；
所述多卫星多频点联合滤波器获取所述观测量输入跟踪通道提供的相关结果；
所述多卫星多频点联合滤波器根据所述跟踪通道的所述相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪，包括：
所述多卫星多频点联合滤波器根据所述观测量输入跟踪通道的所述相关结果，对每一所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
5.一种接收机，适用于电离层闪烁环境下多频点多卫星信号的跟踪，其特征在于，所述接收机包括：一个多卫星多频点联合滤波器，以及与所述多卫星多频点联合滤波器相连的若干个跟踪通道结构；
每一所述跟踪通道结构对应一颗卫星，每一所述跟踪通道结构包括若干个跟踪通道，每一所述跟踪通道对应所述卫星的一个频点，且所述若干个跟踪通道之间存在频间辅助；
其中，所述多卫星多频点联合滤波器用于根据所述跟踪通道提供的相关结果，对所述跟踪通道中的电离层闪烁信号的伪码和载波进行跟踪。
6.根据权利要求5所述的接收机，其特征在于，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器和载波环；
其中，在对电离层闪烁信号进行跟踪时，每一所述跟踪通道的所述相关器分别向所述载波环和所述多卫星多频点联合滤波器提供相关结果；
所述多卫星多频点联合滤波器根据每一所述跟踪通道提供的所述相关结果进行融合滤波，根据得到的每一所述跟踪通道的融合滤波结果为每一所述跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助，并为每一所述跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数；
所述载波环根据所述相关器提供的相关结果和所述多卫星多频点联合滤波器提供的载波多普勒辅助，向所述本地信号发生器提供载波误差参数；
所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
7.根据权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述多卫星多频点联合滤波器包括多频融合载波环和多频融入伪码环。
8.根据权利要求5所述的接收机，其特征在于，每一所述跟踪通道包括相关器、本地信号发生器、载波环和伪码环；
其中，在对电离层闪烁信号进行跟踪时，从所述卫星对应的所述跟踪通道结构中的若干个所述跟踪通道中选取一个作为观测量输入跟踪通道；
对于所述观测量输入跟踪通道，所述观测量输入跟踪通道的所述相关器分别向所述多卫星多频点联合滤波器、所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环和所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供相关结果；所述多卫星多频点联合滤波器根据所述观测量输入跟踪通道提供的所述相关结果进行融合滤波，根据得到的融合滤波结果为所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助，为所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环提供伪码参考值；所述观测量输入跟踪通道的所述载波环根据所述载波多普勒辅助和所述相关结果为所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环提供伪码多普勒辅助，为所述观测量输入跟踪通道的所述本地信号发生器提供载波误差参数，为所述卫星对应的所述跟踪通道结构中除所述观测量输入跟踪通道的所述跟踪通道的所述载波环提供载波多普勒辅助；所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环根据所述伪码参数值和所述伪码多普勒辅助，为所述观测量输入跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数，为所述卫星对应的所述跟踪通道结构中除所述观测量输入跟踪通道的所述跟踪通道的所述伪码环提供伪码辅助；所述观测量输入跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述观测量输入跟踪通道的所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪；
对于所述卫星对应的所述跟踪通道结构中除所述观测量输入跟踪通道的所述跟踪通道，所述跟踪通道的所述相关器分别向所述跟踪通道的所述伪码环和所述载波环提供相关结果；所述跟踪通道的所述载波环根据所述相关结果和所述观测量输入跟踪通道的所述载波环提供的载波多普勒辅助为所述跟踪通道的所述伪码环提供伪码多普勒辅助，为所述跟踪通道的所述本地信号发生器提供载波误差参数；所述跟踪通道的所述伪码环根据所述相关结果、所述跟踪通道的所述载波环提供的载波多普勒辅助和所述观测量输入跟踪通道的所述伪码环提供的伪码辅助，为所述跟踪通道的所述本地信号发生器提供伪码误差参数；所述跟踪通道的所述本地信号发生器根据所述伪码误差参数和所述载波误差参数实现对所述跟踪通道的所述相关器中信号的伪码相位和载波频率的跟踪。
9.根据权利要求8所述的接收机，其特征在于，所述多卫星多频点联合滤波器包括单频融合载波环和伪码相位估计器。
10.一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中任一项所述的电离层闪烁信号的跟踪方法。
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