CN117310760B - 一种卫星跟踪失锁判定方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种卫星跟踪失锁判定方法、装置、设备及介质，包括以下步骤：采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。本申请能够快速判定跟踪通道是否失锁，将失锁的卫星及时剔除，避免定位错误；有效提高高动态弹载应用环境下卫导定位成功率。
Description
技术领域
本申请涉及卫星跟踪技术领域，尤其是涉及一种卫星跟踪失锁判定方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着社会的进步与发展，人们对卫星导航的需求愈加的强烈。随着卫星导航系统完善，其全天候、全方位提供高精度的定位和导航服务等优点，使其广泛应用于军用和 民用的各个领域。对于当今时代而言，卫星导航系统技术已经不再仅仅能够展现出一个国家的综合实力，而且对国家的经济、政治以及安全的发展均起到了一个促进作用。
然而，卫星信号存在固有的缺陷，其易损性和脆弱性导致卫星系统很容易受到环境中各种干扰的影响，使通信结果异常。现有卫星失锁技术是根据卫星信号载噪比估计判断通道失锁，但是载噪比估计需要几百毫秒时间，实时性不能满足弹载应用场景，导致失锁的卫星参与定位导致定位错误，在生命周期只有几分钟的高动态的弹载应用环境下 给出错误的定位结果非常致命。
发明内容
本申请提供了一种卫星跟踪失锁判定方法、装置、设备及介质，能够快速判定跟踪通道是否失锁，将失锁的卫星及时剔除，避免定位错误。
第一方面，本申请提供一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，采用如下的技术方案：
一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，包括以下步骤：
采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。
进一步地，上述方法还包括：
响应于所述判定比值大于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路锁定稳定，使用当前卫星通道进行定位。
进一步地，上述方法还包括：
设定乐观统计数和悲观统计数并分别归零；
每隔预设的时间间隔，计算所述机载跟踪环路与所述弹载跟踪环路积分结果的判定比值；
响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，所述悲观统计数加1；
响应于所述判定比值大于预设的失锁阈值，所述乐观统计数加1；
响应于所述乐观统计数达到第一阈值，判定当前跟踪环路锁定稳定，使用当前卫星通道进行定位；
或
响应于所述悲观统计数达到第二阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。
进一步地，上述预设的时间间隔为1ms。
进一步地，上述第一阈值为10。
进一步地，上述第二阈值为10。
进一步地，上述失锁阈值为2。
第二方面，本申请提供一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置，采用如下的技术方案：
一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置，包括：
采集模块，用于采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
计算模块，用于根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
比较模块，用于比较所述判定比值和预设的失锁阈值，并根据比较结果判断是否使用当前卫星通道。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下的技术方案：
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面中任一种方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
本申请提供的一种卫星跟踪失锁判定方法、装置、设备及介质，基于采集的卫星信号，可以得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数，进一步计算出I/Q两路的判定比值，根据判定比值，可以快速判定跟踪通道是否失锁，将失锁的卫星及时剔除，避免定位错误；有效提高高动态弹载应用环境下卫导定位成功率。
附图说明
图1是本申请实施方式中卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法。
参照图1，一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，包括以下步骤：
采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。
在本实施方式中，机载武器的导航接收机一般包括若干个通道，每个通道跟踪一颗卫星。基于采集的卫星信号，可以得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数，进一步计算出I/Q两路的判定比值，根据判定比值，可以快速判定跟踪通道是否失锁。采用跟踪通道的IQ两路积分值的比值来实时判断通道跟踪情况，可以更实时的检测环路锁定状况，若判定比值小于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。
跟踪通道的目的是得到更为精确的码初始相位和载波频率，然后从跟踪到的卫星信号中解调出导航数据，可以有效的提高捕获到的C/A码的相位和载波频率的精度，信号跟踪是连续运行的，如果被跟踪的卫星出现失锁情况，那么就必须对这个卫星重新捕获一次，使得接收机能够恢复对卫星的跟踪状态。
接收机中内置积分器，通过积分器对输入信号i和q经过一定时间的积分后，可以输出积分结果I和Q，对积分结果I和Q分别积分，然后求取I路积分结果/Q路积分结果，作为卫星失锁的判定依据。
在本申请的其中一种实施方式中，若判定比值大于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路锁定稳定，使用当前卫星通道进行定位。
在本申请的其中一种实施方式中，设定乐观统计数和悲观统计数并分别归零；
每隔预设的时间间隔，计算I/Q两路的判定比值；
响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，所述悲观统计数加1；
响应于所述判定比值大于预设的失锁阈值，所述乐观统计数加1；
响应于所述乐观统计数达到第一阈值，判定当前跟踪环路锁定稳定，使用当前卫星通道进行定位；
或
响应于所述悲观统计数达到第二阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。
在本实施方式中，由于瞬时的IQ两路积分值噪声相对较大，不采用一次的IQ积分能录比值作为判定结果，采用比值的统计结果来判断，即设定的乐观统计数和悲观统计数，其中，悲观统计数对应于环路失锁的判定结果出现的次数，乐观统计数对应于环路锁定稳定的判定结果出现的次数，例如，当乐观统计数先达到第一阈值，且悲观统计数还没有达到第二阈值时，判定环路锁定稳定，该卫星通道可以参与定位；或当悲观统计数先达到第二阈值，且乐观统计数还没有达到第一阈值时，判定环路失锁，放弃该卫星通道清空复位。
在本申请的其中一种实施方式中，一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，包括以下步骤：
S101：设定乐观统计数和悲观统计数并分别归零；
S102：采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
S103：根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
S104：若判定比值大于失锁阈值2 则乐观统计数加1,若比值小于阈值2 则悲观统计数加1;
S105：重复步骤S104，直到悲观统计数达到10，则判断环路失锁，放弃该卫星 通道清空复位;
或
重复步骤S104，直到乐观统计数达到10，则判定环路锁定稳定，该卫星可以参与定位。
本申请实施例还公开一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置。
一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置，包括：
采集模块，用于采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
计算模块，用于根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
比较模块，用于比较所述判定比值和预设的失锁阈值，并根据比较结果判断是否使用当前卫星通道。
本申请实施例的一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置能够实现上述一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法的任一种方法，且一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置中各个模块的具体工作过程可参考上述方法实施例中的对应过程。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所提供的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的；例如，某个模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本申请实施例还公开一种计算机设备。
计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述的xx方法。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述的xx方法中任一种方法的计算机程序。
其中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用；计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
由上可见，本申请提供的一种卫星跟踪失锁判定方法、装置、设备及介质，基于采集的卫星信号，可以得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数，进一步计算出I/Q两路的判定比值，根据判定比值，可以快速判定跟踪通道是否失锁，将失锁的卫星及时剔除，避免定位错误；有效提高高动态弹载应用环境下卫导定位成功率，在20ms内可以快速判定跟踪通道是否失锁，将失锁的卫星及时剔除，避免定位错误；有效提高高动态弹载应用环境下卫导定位成功率；且由于采用了乐观统计数和悲观统计数，有效地降低了虚假警报，大大提高了判定结果的准确性。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (8)
1.一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道；
所述方法还包括：
响应于所述判定比值大于预设的失锁阈值，判定当前跟踪环路锁定稳定，使用当前卫星通道进行定位；
所述方法还包括：
设定乐观统计数和悲观统计数并分别归零；
每隔预设的时间间隔，计算机载跟踪环路与弹载跟踪环路积分结果的判定比值；
响应于所述判定比值小于预设的失锁阈值，所述悲观统计数加1；
响应于所述判定比值大于预设的失锁阈值，所述乐观统计数加1；
响应于所述乐观统计数达到第一阈值，判定当前跟踪环路锁定稳定，使用当前卫星通道进行定位；
或
响应于所述悲观统计数达到第二阈值，判定当前跟踪环路失锁，放弃当前卫星通道。
2.根据权利要求1所述的卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，其特征在于：所述预设的时间间隔为1ms。
3.根据权利要求1所述的卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，其特征在于：
所述第一阈值为10。
4.根据权利要求1所述的卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，其特征在于：
所述第二阈值为10。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法，其特征在于：
所述失锁阈值为2。
6.一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集卫星信号，对所述卫星信号进行模数转换，得到卫星跟踪通道的I/Q两路积分参数；
计算模块，用于根据所述I/Q两路积分参数分别计算I/Q两路的积分结果，得到所述积分结果的判定比值；
比较模块，用于比较所述判定比值和预设的失锁阈值，并根据比较结果判断是否使用当前卫星通道。
7.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及储存在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行如权利要求1至5中任一所述的一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至5中任一种卫星导航接收机卫星跟踪失锁判定方法的计算机程序。
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