應(yīng)用于bpsk信號(hào)的抗多徑接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于BPSK信號(hào)的無(wú)模糊抗多徑 接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多徑是衛(wèi)星直達(dá)信號(hào)經(jīng)過(guò)周?chē)矬w的反射進(jìn)入接收機(jī)天線造成的，由于難以通過(guò) 建立數(shù)學(xué)模型、差分等方式消除，多徑已成為目前衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位的主要誤差源之一，造 成的誤差可達(dá)米級(jí)，直接影響衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。目前衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)一般采用碼 相關(guān)參考波形技術(shù)來(lái)消除多徑誤差。碼相關(guān)參考波形技術(shù)通過(guò)在本地生成一系列的參考波 形來(lái)構(gòu)造出較為理想的偽碼鑒相函數(shù)。傳統(tǒng)的參考波形包括W2波形、W3波形、W4波形等， 能夠有效抑制中遠(yuǎn)距離延遲的多徑信號(hào)，但在多徑抑制方面，與最優(yōu)偽碼鑒相函數(shù)仍有較 大差距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種用于BPSK信號(hào)的抗多徑接 收方法。本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種新的參考波形，與傳統(tǒng)的參考波形相比，該波形構(gòu)造出的鑒相函 數(shù)有更好的抗多徑性能。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，包括以下步驟： 51 :將接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)經(jīng)相位旋轉(zhuǎn)并分路，分別得到兩路正交的信號(hào)&(()和 zq(t)； 52 :根據(jù)偽碼相位信息在接收機(jī)本地生成復(fù)制信號(hào)Z(〖)，Z(〖）分別與和&(〖)相 關(guān)、累加，得到仏，其計(jì)算公式為：
其中T為積分累加時(shí)間（下同)，e為時(shí)延(下同）； 根據(jù)偽碼相位信息生成參考信號(hào)r(()。該波形信號(hào)由3個(gè)基本矩形波組成，前2個(gè)基 本矩形波幅度均為1，寬度均為Ai，第3個(gè)基本矩形波寬度為A2，幅度為-A/A2，如附圖 2所示。r⑵分別與&⑵和&⑵相關(guān)、累加，得到/種'其計(jì)算公式為：
53 :根據(jù)步驟S2中得到的心、仏、4'通過(guò)以下公式得到偽碼鑒相函數(shù)，計(jì)算公式為： t/( e )=Jp{z)Jw{z) +QP(z)Qw(z) S4 :循環(huán)進(jìn)行步驟S2至S3,實(shí)現(xiàn)BPSK信號(hào)偽碼的跟蹤過(guò)程。
[0005] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟S2中，所述偽碼相位信息由碼鑒相器得到。
[0006] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S2中，所述參考波形信號(hào)r(()由參考波形生成模 塊根據(jù)偽碼相位信息生成，且組成參考波形的3個(gè)基本矩形波寬度可調(diào)。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S2中，T的取值可調(diào)，典型值為1ms。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為： 本發(fā)明通過(guò)一種新的參考波形信號(hào)，構(gòu)造出抗多徑性能優(yōu)良的偽碼鑒相函數(shù)，當(dāng)基本 矩形波寬度滿足A V A 2>1時(shí)，其抗多徑性能優(yōu)于傳統(tǒng)的參考波形。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是本發(fā)明方法的原理框圖。接收的信號(hào)與本地載波NC0模塊生成的同相和反 相載波信號(hào)相乘，得到剝離載波后的基帶信號(hào)，基帶信號(hào)分別與本地BPSK信號(hào)和本地參考 波形信號(hào)進(jìn)行相關(guān)、積分、累加，得到的結(jié)果送至偽碼鑒相器和載波相位鑒別器。偽碼鑒相 器和載波相位鑒別器根據(jù)輸入的累加結(jié)果計(jì)算偽碼相位和載波相位。本地載波NC0模塊根 據(jù)載波相位生成新的載波信號(hào)，用于載波剝離。本地偽碼生成器根據(jù)偽碼相位生成新的本 地復(fù)制信號(hào)，參考波形生成器根據(jù)偽碼相位生成新的參考波形信號(hào)。
[0010] 圖2是本發(fā)明提出的參考波形信號(hào)的基本組成波形圖形?；静ㄐ涡盘?hào)由3個(gè)基 本矩形波組成，前2個(gè)基本矩形波幅度均為1，寬度均為A i，第3個(gè)基本矩形波寬度為A 2， 幅度為A2。
[0011] 圖3是根據(jù)一段擴(kuò)頻碼生成的參考波形示意圖。基本參考波形均在碼片邊緣處產(chǎn) 生，其符號(hào)與其右側(cè)部分所在碼片的符號(hào)一致。
[0012] 圖4是BPSK信號(hào)中，A 0.25個(gè)碼片寬度、A 2為〇. 125個(gè)碼片寬度，前端帶寬 為16. 368MHz時(shí)，本發(fā)明的偽碼鑒相函數(shù)圖形。
[0013] 圖5是BPSK信號(hào)中，本發(fā)明A 0.25個(gè)碼片寬度、A 2為〇. 125個(gè)碼片寬度，W2 波形寬度為1個(gè)碼片寬度，窄相關(guān)的早-遲采用〇. 5個(gè)碼片寬度，前端帶寬為16. 368MHz時(shí) 的多徑誤差包絡(luò)對(duì)比圖。
[0014] 圖6是BPSK信號(hào)中，本發(fā)明A 0.25個(gè)碼片寬度、A 2為〇. 125個(gè)碼片寬度，W2 波形寬度為〇. 5個(gè)碼片寬度，積分時(shí)間T為lms，跟蹤環(huán)路帶寬為1Hz，前端濾波器帶寬為 16. 368MHz時(shí)的偽碼跟蹤誤差方差對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016] 如圖1至圖6所示，本實(shí)施例的應(yīng)用于BPSK信號(hào)的無(wú)模糊參考波形接收方法，包 括以下步驟： 步驟S1:將接收的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)經(jīng)相位旋轉(zhuǎn)并分路，分別得到兩路正交的信號(hào) 和&⑵； 步驟S2 :本地偽碼生成器根據(jù)偽碼鑒相器得到的偽碼相位信息生成本地復(fù)制信號(hào) Z⑵分別與^⑵和&⑵相關(guān)、累加，得到仏，計(jì)算公式為
其中T的數(shù)值一般選取為lms ; 本地參考波形生成模塊根據(jù)偽碼鑒相器得到的偽碼相位信息生成參考波形信號(hào)r")。 基本參考波形信號(hào)在每個(gè)擴(kuò)頻碼的碼片邊緣處產(chǎn)生。r(()分別與和相關(guān)、累 加，得到口 ％計(jì)算公式為
步驟S3 :根據(jù)步驟S2中的4、必、7^仏得到偽碼鑒相函數(shù)，計(jì)算公式為： ￡/( e ) = /D( e ) /r( e )+QP{t)Qw{e ) 循環(huán)進(jìn)行步驟S2和步驟S3,實(shí)現(xiàn)BPSK信號(hào)的跟蹤過(guò)程。
[0017] 盡管上面是對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方案的完整描述，但是可以采取各種修改、變體和 替換方案。這些等同方案和替換方案被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng) 該被限于所描述的實(shí)施方案，而是應(yīng)該由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，其特征在于，包括以下步驟： 51 :將接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)經(jīng)相位旋轉(zhuǎn)并分路，分別得到兩路正交的信號(hào)Α.(?)和 zq(t)； 52 :根據(jù)偽碼相位信息在接收機(jī)本地生成復(fù)制信號(hào)Ζ(?)，Ζ(?)分別與Α.(?)和&(〖)相 關(guān)、累加，得到仏，其計(jì)算公式為：其中T為積分累加時(shí)間（下同)，ε為時(shí)延(下同);根據(jù)偽碼相位信息在接收機(jī)本地生成 參考波形信號(hào)r(i)，r(i)分別與ζ,.(?)和&(?)相關(guān)、累加，得到%其計(jì)算公式為：53 :根據(jù)步驟S2中得到的4、必、^心通過(guò)以下公式得到偽碼鑒相函數(shù)，計(jì)算公式為： ￡/( ε ) = Ip{ Z ) Z ) + Qp{z)Qw{z) · 厶、必用于載波環(huán)跟蹤； 54 :循環(huán)進(jìn)行步驟S2至S3,實(shí)現(xiàn)BPSK信號(hào)偽碼的跟蹤過(guò)程。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，其特征在于，在步驟S2 中，所述偽碼相位信息由碼鑒相器得到。3. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，其特征在于，步驟S2 中，所述參考信號(hào)r(i)由參考波形生成模塊根據(jù)偽碼相位信息生成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，其特征在于，在步驟S2 中，參考波形信號(hào)的基本波形由3個(gè)基本矩形波組成，前2個(gè)基本矩形波幅度均為1，寬度均 為A1，第3個(gè)基本矩形波寬度為Δ2，幅度為-Δ/Δ^ Δ^Ρ Δ 2寬度均可調(diào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，其特征在于，步驟 S2中，T取值可調(diào)，典型取值為lms。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于BPSK信號(hào)的抗多徑接收方法，包括以下步驟：將接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)經(jīng)相位旋轉(zhuǎn)并分路，分別得到zi(t)和zq(t)，根據(jù)偽碼相位信息生成本地復(fù)制信號(hào)X(t)，X(t)分別與zi(t)和zq(t)相關(guān)、累加，得到IP和QP；根據(jù)偽碼相位信息生成參考波形信號(hào)W(t)，W(t)的基本波形信號(hào)由3個(gè)基本矩形波組成，前2個(gè)基本矩形波幅度均為1，寬度均為Δ1，第3個(gè)基本矩形波寬度為Δ2，幅度為-Δ1/Δ2。W(t)分別與zi(t)和zq(t)相關(guān)、累加，得到IW和QW；S3：根據(jù)步驟S2中得到的IP、QP、IW、QW，通過(guò)公式d(ε) = IP(ε)IW(ε) + QP(ε)QW(ε)得到偽碼鑒相函數(shù)；S4：循環(huán)進(jìn)行步驟S2至S3，實(shí)現(xiàn)BPSK信號(hào)偽碼的跟蹤過(guò)程。本發(fā)明的方法能獲得比W2波形更好的抗多徑性能。
【IPC分類】G01S19/22, G01S19/30
【公開(kāi)號(hào)】CN104898133
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510298073
【發(fā)明人】劉哲
【申請(qǐng)人】劉哲
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日