CN116973949A - 一种多频点载波相位异步联合跟踪方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多频点载波相位异步联合跟踪方法及装置，包括以下步骤：a、获取多个不同频点信号并处理为数字中频信号；b、利用数字中频信号生成各频点相关积分结果；c、利用各频点相关积分结果生成各频点鉴相结果；d、对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理生成各频点单独滤波结果；e、同步获取各频点鉴相结果进行联合滤波处理，生成联合滤波结果；f、利用各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果，异步生成各频点本地载波信号；g、利用各频点本地载波信号进行各频点载波剥离。本发明可以降低载波相位周跳率和跟踪门限，提高载波相位跟踪稳健性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种多频点载波相位异步联合跟踪方法及装置。
背景技术
卫星导航系统能为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供全天候、24小时连续且高精度的三维位置、速度以及精密的时间信息，因此已成为政治、科学、经济和军事等领域中必不可少的工具。现有的卫星导航系统大多会在多个频点上播发导航信号，例如，全球定位系统(Global Positioning System，GPS)在L1、L2、L5三个频点播发导航信号，北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)在B1、B2、B3三个频点播发导航信号，伽利略在E1、E5、E6三个频点播发导航信号。采用多频点联合跟踪可以有效聚合多个频点的信号功率，获得更好的信号跟踪性能。
例如，在军工行业中，接收机很可能因某个频点受到干扰而无法正常工作或者跟踪性能变差。对于接收机而言，载波频率跟踪门限的降低也意味着其抗干扰性能的提升，即对复杂电磁环境的适应性会有所增强。对于干扰机而言，为达到相同的干扰效果，需要增大发射功率或缩短与接收机之间的距离，而增大发射功率则意味着增加干扰成本，缩短干扰机与接收机之间的距离则意味着增加了被发现的概率。此外，考虑到同时干扰多个频点信号并非易事。因此，如果能够根据从多个频点获取的信息，自适应调整跟踪策略，降低载波相位跟踪门限，也能提升接收机对复杂环境的适应性。
此外，在高轨卫星和深空探测领域中，由于卫星导航接收机距离遥远，因此会使信号衰减较大。而自由空间传播损耗计算公式为PL＝20lg(λ/4πd)，以GPSL1信号(中心频率fc＝1575.42MHz，波长为λ＝0.19m)为例，信号从地球传播到月球的空间传播损耗约为-208.1dB(地球到月球的距离为38.44万千米)。因此，若跟踪门限降低3dB，则意味着允许空间衰减在此基础上增加3dB，此时传播距离可达54.30万千米，即增加了16.86万千米。因此，载波相位跟踪门限的降低，也就意味着卫星导航可以为更为遥远的航天器提供导航服务。
目前的多频点信号联合跟踪架构隐含要求各信号相干积分结果同步输出、跟踪环路同步更新。然而，当前主流接收机芯片或终端产品多采用码跟踪环路控制信号相干积分的方式，相干积分清零时间与本地信号扩频码起始时刻同步。由于不同频点信号的传播延迟不同以及不同频点信号的接收机热噪声相互独立，导致各信号相关积分和跟踪环路更新时间彼此不同步。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种多频点载波相位异步联合跟踪方法及装置，可适用于各信号相干积分非同步的接收机架构，提高载波相位跟踪的灵敏度和稳健性。
本发明解决技术的方案是：一种多频点载波相位异步联合跟踪方法，包括以下步骤：
a、获取多个不同频点信号并处理为数字中频信号；
b、利用数字中频信号生成各频点相关积分结果；
c、利用各频点相关积分结果生成各频点鉴相结果；
d、对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理生成各频点单独滤波结果；
e、同步获取各频点鉴相结果,乘以各自对应的载波波长，并进行线性组合后进行滤波处理，生成联合滤波结果；
f、利用各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果，异步生成各频点本地载波信号；
g、利用各频点本地载波信号进行各频点载波剥离。
进一步的，在所述步骤a中，多个不同频点信号由同一卫星的不同载波频率发射；
对各频点信号进行下变频处理，生成各频点数字中频信号。
进一步的，所述步骤b包括：
b1、将每个频点数字中频信号与对应频点本地载波信号混频，以剥离载波，生成各频点基带信号/>其中，i表示第i个频点；n为采样序号；
b2、对各频点基带信号进行伪码剥离，生成各频点伪码剥离后的信号；
b3、对各频点伪码剥离后的信号在各频点积分清零脉冲dpi的控制下进行积分清零，得到各频点相关积分结果其中，/>表示第i个频点信号第k个积分清零脉冲对应的相关积分结果。
进一步的，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的虚部
c2、利用各频点的相关积分结果的虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点相关积分结果的实部Ii，k、虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点相关积分结果的实部Ii，k，计算各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}；
c3、利用各频点相关积分结果的虚部Qi，k、各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
进一步的，所述步骤e包括：
e1、在脉冲信号dp有效时同步读取各频点鉴相结果所述脉冲信号dp为各频点积分清零脉冲dpi，i＝1，2，...，N中最后出现的一个脉冲延迟M个工作时钟周期的脉冲，M为大于等于零的整数；
e2、根据每个频点鉴相结果和该频点对应的载波波长λi，生成各频点的“卫星与接收机间距离变化估计/>
e3、对所述各频点的“卫星与接收机间距离变化估计进行线性组合，生成卫星与接收机间的距离变化联合估计/>其中，加权系数wi满足且wi≥0的约束，N为总频点数；
e4、对所述距离变化联合估计进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
进一步的，所述步骤f包括：
f1、根据联合滤波结果和各频点载波波长λi，进行比例变换，生成各频点联合相位变化估计/>
f2、根据每个频点的单独滤波结果和对应频点的联合相位变化估计/>生成每个频点载波相位变化估计/>
f3、对每个频点载波相位变化估计在对应频点的积分清零脉冲dpi有效时，分别置入载波NCO，生成每个频点本地载波相位估计/>
f4、根据所述每个频点本地载波相位估计生成对应频点本地载波信号用于各频点载波剥离。
进一步的，提供一种多频点载波相位异步联合跟踪装置，包括：
接收机天线，用于获取多个不同频点信号；
下变频模块，用于对各频点信号进行下变频处理，生成各频点数字中频信号；
相关积分结果生成模块，用于对各频点数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和积分清零处理，输出各频点相关积分结果
鉴相模块，用于对各频点相关积分结果进行鉴相处理，得到各频点鉴相结果
单独滤波模块，用于对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理，生成各频点单独滤波结果/>
联合滤波模块，用于同步获取各频点鉴相结果乘以各自对应的载波波长，并进行线性组合后进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
本地载波信号生成模块，用于根据各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果/>异步生成各频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
进一步的，所述联合滤波模块包括：
鉴相结果同步获取子模块，用于根据脉冲信号dp同步读取各频点鉴相结果
距离变化估计子模块，用于根据每个频点鉴相结果和该频点对应的载波波长λi，生成各频点的“卫星与接收机间距离变化估计/>”：/>
线性组合子模块，用于对所述各频点的“卫星与接收机间距离变化估计”进行线性组合，生成卫星与接收机间的距离变化联合估计/>其中，加权系数wi满足/>且wi≥0的约束，N为总频点数；
滤波子模块，用于对所述距离变化联合估计进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
进一步的，所述鉴相结果同步获取子模块包括：
同步脉冲获取子模块，用于根据各频点积分清零脉冲dpi生成脉冲信号dp，即各频点积分清零脉冲dpi中最后出现的一个脉冲延迟N个工作时钟周期的脉冲为脉冲信号dp，N为大于等于零的整数。
鉴相结果获取子模块，用于根据脉冲信号dp同步获取各频点鉴相结果。
进一步的，所述本地载波信号生成模块包括：
比例变换子模块，用于根据联合滤波结果和各频点载波波长λi，进行比例变换，生成各频点联合相位变化估计/>
载波相位变化估计生成子模块，用于根据每个频点单独相位变化估计和对应频点的联合相位变化估计/>生成各频点载波相位变化估计
本地载波相位估计生成子模块，用于对各频点载波相位变化估计在对应频点的积分清零脉冲dpi有效时，分别置入载波NCO，生成各频点本地载波相位估计/>
本地载波信号计算子模块，用于根据所述各频点本地载波相位估计生成对应频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)根据本发明的方案，各频点信号载波相位单独跟踪环路的设置单独滤波器，在其输出端叠加联合滤波器输出。积分清零脉冲dpi同时读取信号si(t)相干积分器输出和单独滤波器与联合滤波器相加的结果，分别置入鉴相器和NCO模块，完成跟踪环路的计算更新。联合滤波器的输入为各跟踪环路鉴相器输出的加权平均值，各鉴相器的输出由脉冲信号dp同步读取。从多个信号联合跟踪的运行控制来看，N个信号的鉴相结果由脉冲信号dp同步读取，联合滤波结果对各信号NCO模块的更新、即对各跟踪环路的更新由各自的积分清零脉冲异步进行。从各信号单独跟踪运行控制来看，控制逻辑与独立单独跟踪时相同，不受联合跟踪中其他信号的影响。
(2)本发明适应当代GNSS接收机多采用的各信号异步相关接收处理架构，易于实现独立单独跟踪加入与退出联合跟踪的切换，可以降低载波相位周跳率和跟踪门限，提高载波相位跟踪稳健性。
附图说明
图1表示本发明实施例公开的一种多频点载波相位异步联合跟踪方法的流程图；
图2表示本发明实施例公开的一种多频点载波相位异步联合跟踪装置的构成图；
图3表示本发明实施例一公开的生成各频点鉴相结果的流程图；
图4表示本发明实施例二公开的生成各频点鉴相结果的流程图；
图5表示本发明实施例三公开的生成各频点鉴相结果的流程图；
图6表示本发明实施例四公开的生成各频点鉴相结果的流程图；
图7表示本发明实施例五公开的生成各频点鉴相结果的流程图；
图8表示本发明实施例六公开的生成各频点鉴相结果的流程图；
图9表示本发明实施例公开的同步脉冲获取的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
参见图1和图2，本发明实施例公开的一种多频点载波相位异步联合跟踪方法，包括以下步骤：
a、获取多个不同频点信号并处理为数字中频信号；
b、利用数字中频信号生成各频点相关积分结果；
c、利用各频点相关积分结果生成各频点鉴相结果；
d、对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理生成各频点单独滤波结果；
e、同步获取各频点鉴相结果,乘以各自对应的载波波长，并进行线性组合后进行滤波处理，生成联合滤波结果；
f、利用各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果，异步生成各频点本地载波信号，利用各频点本地载波信号进行各频点载波剥离。
优选的，步骤c所述的鉴相结果表示信号相关积分时间区间内，输入信号与本地信号的载波相位平均差值，即一个时间段内的平均相位差。步骤d所述的滤波结果是频率差值估计；滤波结果在经过NCO模块后，即再次累加后变成相位差值估计。
本发明实施例中，本发明实施例中，上述步骤a中的各频点信号由同一卫星的不同载波频率发射获得；对各频点信号进行下变频处理，生成各频点数字中频信号。
步骤b中，在得到各频点数字中频信号后，分别对其进行载波剥离、伪码剥离和积分清零(在各频点积分清零脉冲dpi的控制下进行)处理，输出各频点相关积分结果具体的，包括以下分步骤：
b1、将每个频点数字中频信号与对应频点本地载波信号混频，以剥离载波，生成各频点基带信号/>其中，i表示第i个频点；n为采样序号；
b2、对各频点基带信号进行伪码剥离，生成各频点伪码剥离后的信号；
b3、对各频点伪码剥离后的信号在各频点积分清零脉冲dpi的控制(例如伪码周期的整数时间倍周期，或者是伪码周期的分数倍时间周期)下进行积分清零，得到各频点相关积分结果其中，/>表示第i个频点信号第k个积分清零脉冲对应的相关积分结果。
本发明实施例中，对各频点相关积分结果进行鉴相，生成各频点鉴相结果的过程存在多种实施方式，详见如下所述的实施例一至六。
实施例一
参见图3，利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部/>和虚部/>利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果/>
实施例二
参见图4，利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的虚部/>利用各频点的相关积分结果的虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果/>
实施例三
参见图5，利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部部/>和虚部/>利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果/>
实施例四
参见图6，利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>利用各频点相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果/>
实施例五
参见图7，利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>利用各频点相关积分结果的实部Ii，k、虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果/>
实施例六
参见图8，利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>利用各频点相关积分结果的实部Ii，k，计算各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}；利用各频点相关积分结果的虚部Qi，k、各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
继续参见图2，在得到上述各频点鉴相结果后，对各频点鉴相结果/>分别进行单独滤波处理，生成各频点单独滤波结果/>
同步获取各频点鉴相结果进行联合滤波处理，同步生成联合滤波结果具体的，包括以下分步骤：
e1、在脉冲信号dp有效时同步读取各频点鉴相结果如图9所示，所述脉冲信号dp为各频点积分清零脉冲dpi，i＝1，2，...，N中最后出现的一个脉冲延迟M个工作时钟周期的脉冲，M为大于等于零的整数；
e2、根据每个频点鉴相结果和该频点对应的载波波长λi，生成各频点的“卫星与接收机间距离变化估计/>本实施例中，距离变化是指在相关积分时间内的距离变化，在保持信号跟踪的情况下，一般不超过一个载波波长；
e3、对所述各频点的“卫星与接收机间距离变化估计进行线性组合，生成卫星与接收机间的距离变化联合估计/>其中，加权系数wi满足且wi≥0的约束，N为总频点数；
e4、对所述距离变化联合估计进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
对于脉冲信号dp，数字电路寄存器分为电平触发和脉冲沿触发两种方式，脉冲沿触发包括上升沿触发和下降沿触发。高速数字电路多采用脉冲沿触发。
继续参见图2，在得到单独滤波结果和联合滤波结果后，利用各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果，异步生成各频点本地载波信号。具体的，包括以下分步骤：
f1、根据联合滤波结果和各频点载波波长λi，进行比例变换，生成各频点联合相位变化估计/>
f2、根据每个频点的单独滤波结果和对应频点的联合相位变化估计/>生成每个频点载波相位变化估计/>
f3、对每个频点载波相位变化估计在对应频点的积分清零脉冲dpi有效时，分别置入载波NCO(numerically controlled oscillator，数字控制振荡器)，生成每个频点本地载波相位估计/>
f4、根据所述每个频点本地载波相位估计生成对应频点本地载波信号用于各频点载波剥离。
本发明实施例公开一种多频点载波相位异步联合跟踪装置，使用上述多频点载波相位异步联合跟踪方法，可应用于卫星通信、卫星导航等领域的信号接收机设计。
参见图2，该装置包括：接收机天线，用于获取多个不同频点信号；下变频模块，用于对各频点信号进行下变频处理，生成各频点数字中频信号。相关积分结果生成模块，用于对各频点数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和积分清零处理，输出各频点相关积分结果鉴相模块，用于对各频点相关积分结果/>进行鉴相处理，得到各频点鉴相结果单独滤波模块，用于对各频点鉴相结果/>分别进行单独滤波处理，生成各频点单独滤波结果，即单独相位变化估计/>联合滤波模块，用于同步获取各频点鉴相结果进行联合滤波处理，生成联合滤波结果/>本地载波信号生成模块，用于根据各频点单独滤波结果和联合滤波结果，异步生成各频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
其中，相关积分结果生成模块包括：载波剥离子模块，用于使各频点数字中频信号与各频点本地载波信号混频，以剥离载波，生成各频点基带信号/>伪码剥离子模块，用于对各频点基带信号/>进行伪码剥离，生成各频点伪码剥离后的信号。积分清零子模块，用于对各频点伪码剥离后的信号在各频点积分清零脉冲dpi的控制下进行积分清零，输出各频点相关积分结果/>
鉴相模块的设计有多种实施方式，具体根据所述的实施例一至实施例六进行设计。
按照实施例一进行设计：
鉴相模块包括：实部虚部获取子模块，用于利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部/>和虚部/>鉴相结果生成子模块，用于利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果/>
按照实施例二进行设计：
鉴相模块包括：虚部获取子模块，用于利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的虚部/>鉴相结果生成子模块，用于利用各频点的相关积分结果的虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
按照实施例三进行设计：
鉴相模块包括：实部虚部获取子模块，用于利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部部/>和虚部/>鉴相结果生成子模块，用于利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果/>
按照实施例四进行设计：
鉴相模块包括：实部虚部获取子模块，用于利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部/>和虚部/>鉴相结果生成子模块，用于利用各频点相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
按照实施例五进行设计：
鉴相模块包括：实部虚部获取子模块，用于利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部/>和虚部/>鉴相结果生成子模块，用于利用各频点相关积分结果的实部Ii，k、虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果/>
按照实施例六进行设计：
鉴相模块包括：实部虚部获取子模块，用于利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部/>和虚部/>符号获取子模块，用于利用各频点相关积分结果的实部Ii，k，计算各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}；鉴相结果生成子模块，用于利用各频点相关积分结果的虚部Qi，k、各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
单独滤波模块，用于对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理，生成各频点单独滤波结果/>
联合滤波模块包括：鉴相结果同步获取子模块，用于由脉冲信号dp同步读取各频点鉴相结果距离变化估计子模块，用于根据各频点鉴相结果/>和各频点载波波长λi，生成各频点的卫星与接收机间距离变化估计/>线性组合子模块，用于对所述各频点的距离变化估计/>进行线性组合，生成卫星与接收机间的距离变化联合估计/>其中，加权系数wi满足/>且wi≥0的约束，N为总频点数。滤波子模块，用于对所述距离变化联合估计/>进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
其中，鉴相结果同步获取子模块包括：同步脉冲获取子模块，用于根据各频点积分清零脉冲dpi生成脉冲信号dp，即各频点积分清零脉冲dpi中最后出现的一个脉冲延迟M个工作时钟周期的脉冲为脉冲信号dp，M为大于等于零的整数。鉴相结果获取子模块，用于根据脉冲信号dp同步获取各频点鉴相结果。
本地载波信号生成模块包括：比例变换子模块，用于根据联合滤波结果和各频点载波波长λi，进行比例变换，生成各频点联合相位变化估计/>载波相位变化估计生成子模块，用于根据各频点单独相位变化估计/>和各频点联合相位变化估计/>生成各频点载波相位变化估计/>本地载波相位估计生成子模块，用于对各频点载波相位变化估计/>在对应频点积分清零脉冲dpi控制下，分别置入载波NCO，生成各频点本地载波相位估计/>本地载波信号计算子模块，用于根据所述各频点本地载波相位估计/>生成对应频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
本发明提出的一种“同步获取、异步更新”的联合跟踪方式，即：联合滤波器是同步获取各频点信号的鉴相结果进行滤波，而滤波器的输出用于各跟踪环路更新时，即更新各频点本地载波信号时，是按照各频点各自的积分清零信号异步进行的。可适应当代GNSS接收机多采用的各信号异步相关接收处理架构，易于实现独立单独跟踪加入与退出联合跟踪的切换，可以降低载波相位周跳率和跟踪门限，提高载波相位跟踪稳健性。
此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
对于本发明的方法所涉及的上述各个步骤的序号并不意味着方法执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明的实施方式的实施过程构成任何限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，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，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多频点载波相位异步联合跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、获取多个不同频点信号并处理为数字中频信号；
b、利用数字中频信号生成各频点相关积分结果；
c、利用各频点相关积分结果生成各频点鉴相结果；
d、对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理生成各频点单独滤波结果；
e、同步获取各频点鉴相结果,乘以各自对应的载波波长，并进行线性组合后进行滤波处理，生成联合滤波结果；
f、利用各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果，异步生成各频点本地载波信号；
g、利用各频点本地载波信号进行各频点载波剥离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，多个不同频点信号由同一卫星的不同载波频率发射；
对各频点信号进行下变频处理，生成各频点数字中频信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b包括：
b1、将每个频点数字中频信号与对应频点本地载波信号混频，以剥离载波，生成各频点基带信号/>其中，i表示第i个频点；n为采样序号；
b2、对各频点基带信号进行伪码剥离，生成各频点伪码剥离后的信号；
b3、对各频点伪码剥离后的信号在各频点积分清零脉冲dpi的控制下进行积分清零，得到各频点相关积分结果其中，/>表示第i个频点信号第k个积分清零脉冲对应的相关积分结果。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的虚部
c2、利用各频点的相关积分结果的虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点的相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点的相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点相关积分结果的实部Ii，k和虚部Qi，k，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点相关积分结果的实部Ii，k、虚部Qi，k和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
或者，所述步骤c包括：
c1、利用各频点的相关积分结果对应生成各频点相关积分结果的实部和虚部/>
c2、利用各频点相关积分结果的实部Ii，k，计算各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}；
c3、利用各频点相关积分结果的虚部Qi，k、各频点相关积分结果的实部Ii，k的符号sign{Ii，k}和各频点信号幅值Ai，分别计算各频点的鉴相结果
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤e包括：
e1、在脉冲信号dp有效时同步读取各频点鉴相结果所述脉冲信号dp为各频点积分清零脉冲dpi，i＝1，2，...，N中最后出现的一个脉冲延迟M个工作时钟周期的脉冲，M为大于等于零的整数；
e2、根据每个频点鉴相结果和该频点对应的载波波长λi，生成各频点的“卫星与接收机间距离变化估计/>”：/>
e3、对所述各频点的“卫星与接收机间距离变化估计”，进行线性组合，生成卫星与接收机间的距离变化联合估计/>其中，加权系数wi满足且wi≥0的约束，N为总频点数；
e4、对所述距离变化联合估计进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤f包括：
f1、根据联合滤波结果和各频点载波波长λi，进行比例变换，生成各频点联合相位变化估计/>
f2、根据每个频点的单独滤波结果和对应频点的联合相位变化估计/>生成每个频点载波相位变化估计/>
f3、对每个频点载波相位变化估计在对应频点的积分清零脉冲dpi有效时，分别置入载波NCO，生成每个频点本地载波相位估计/>
f4、根据所述每个频点本地载波相位估计生成对应频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
7.基于权利要求1所述方法的一种多频点载波相位异步联合跟踪装置，其特征在于，包括：
接收机天线，用于获取多个不同频点信号；
下变频模块，用于对各频点信号进行下变频处理，生成各频点数字中频信号；
相关积分结果生成模块，用于对各频点数字中频信号进行载波剥离、伪码剥离和积分清零处理，输出各频点相关积分结果
鉴相模块，用于对各频点相关积分结果进行鉴相处理，得到各频点鉴相结果/>
单独滤波模块，用于对各频点鉴相结果分别进行单独滤波处理，生成各频点单独滤波结果/>
联合滤波模块，用于同步获取各频点鉴相结果乘以各自对应的载波波长，并进行线性组合后进行滤波处理，生成联合滤波结果/>
本地载波信号生成模块，用于根据各频点单独滤波结果和多频点联合滤波结果异步生成各频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述联合滤波模块包括：
鉴相结果同步获取子模块，用于根据脉冲信号dp同步读取各频点鉴相结果
距离变化估计子模块，用于根据每个频点鉴相结果和该频点对应的载波波长λi，生成各频点的“卫星与接收机间距离变化估计/>”：/>
线性组合子模块，用于对所述各频点的“卫星与接收机间距离变化估计”进行线性组合，生成卫星与接收机间的距离变化联合估计/>其中，加权系数wi满足/>且wi≥0的约束，N为总频点数；
滤波子模块，用于对所述距离变化联合估计进行滤波处理，生成联合滤波结果
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述鉴相结果同步获取子模块包括：
同步脉冲获取子模块，用于根据各频点积分清零脉冲dpi生成脉冲信号dp，即各频点积分清零脉冲dpi中最后出现的一个脉冲延迟N个工作时钟周期的脉冲为脉冲信号dp，N为大于等于零的整数。
鉴相结果获取子模块，用于根据脉冲信号dp同步获取各频点鉴相结果。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述本地载波信号生成模块包括：
比例变换子模块，用于根据联合滤波结果和各频点载波波长λi，进行比例变换，生成各频点联合相位变化估计/>
载波相位变化估计生成子模块，用于根据每个频点单独相位变化估计和对应频点的联合相位变化估计/>生成各频点载波相位变化估计/>
本地载波相位估计生成子模块，用于对各频点载波相位变化估计在对应频点的积分清零脉冲dpi有效时，分别置入载波NCO，生成各频点本地载波相位估计/>
本地载波信号计算子模块，用于根据所述各频点本地载波相位估计生成对应频点本地载波信号/>用于各频点载波剥离。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310899910.7A CN116973949A (zh) | 2023-07-20 | 2023-07-20 | 一种多频点载波相位异步联合跟踪方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN116973949A true CN116973949A (zh) | 2023-10-31 |
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- 2023-07-20 CN CN202310899910.7A patent/CN116973949A/zh active Pending
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