mag-p， Lmag-l ) o
[0037] f)根據(jù)相關(guān)器選擇模塊確定下來的當(dāng)前量化規(guī)則，在Sum化ble模塊中對Xmag-e, p,L、 LmAC-E,P,L和化GN-E,P,L進行運算最終得到只含數(shù)據(jù)比特的基帶信號的值；
[0038] g)只含數(shù)據(jù)比特的基帶信號后續(xù)送入積分器、碼環(huán)鑒相器、環(huán)路濾波器等后續(xù)模 塊。
[0039] (2)相關(guān)器選擇模塊
[0040] 根據(jù)捕獲到的衛(wèi)星信號的載噪比，在后續(xù)跟蹤環(huán)路中自適應(yīng)智能匹配適應(yīng)的信號 相關(guān)器:若載噪比大于等于40dB/Hz，則衛(wèi)星信號為強；若載噪比大于等于30dB/Hz并小于 40地/Hz,則衛(wèi)星信號為強度適中；若載噪比小于30地/Hz,則衛(wèi)星信號為弱。
[0041] 衛(wèi)星信號為強時選擇對載波化it量化、對數(shù)字中頻信號2bit量化的信號相關(guān)器， 衛(wèi)星信號弱時選擇對載波化it量化、對數(shù)字中頻信號化it量化的信號相關(guān)器，衛(wèi)星信號強 度適中時選擇對載波1.化it量化、對數(shù)字中頻信號1.化it量化的信號相關(guān)器。
[0042] (3)信號相關(guān)器設(shè)計
[0043] 下面WGPS L1信號為例，具體說明各種類型軟件相關(guān)器的設(shè)計思路。
[0044] ①化it相關(guān)器設(shè)計
[004引化it量化規(guī)則下的本地C/A碼信號如表1所示。
[0046] 表1化it量化規(guī)則下的本地C/A碼信號
[0047]
[0048] 表1表示在Ibit量化規(guī)則下，本地C/A碼信號只有符號位，無幅值位。兩個字長均為 8bit的字做相關(guān)運算時按位同或求和操作Bitsum的過程如圖4所示同或真值表如表2所示。 圖4中左圖為機器內(nèi)運算，右圖為實際運算。
[0049] 表2同或真值表
[0050]
[0051] ②化it并行按位操作相關(guān)器
[0052] 表3和表4分別表示在化it量化規(guī)則下，數(shù)字中頻信號和載波的符號位和幅值位的 取值。表5表示了最終得到的基帶信號R(t)的值（IbitC/A碼，2bit數(shù)字中頻信號，2bit載波 的情況下）。
[0053]表3化it量化規(guī)則下的數(shù)字中頻信號
[0058] 表5中，Rsgn，CsGN，XsGN，Lsgn代表混頻后基帶信號、C/A碼（化i t下C/A碼只有符號位）、 數(shù)字中頻信號和載波的符號位。Rmac，Xmac和Lmac代表基帶信號、數(shù)字中頻信號信號和本地載 波幅值位大小。它們之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如式(3)~(5)所示：

[0064] 在32bit字長的處理器中，能并行運算大量的乘法和加法，所WR(t)能被寫為：
[0065]
微
[0066] 其中化是系統(tǒng)的采樣時長。
[0067] 當(dāng)數(shù)字中頻信號和載波信號都采取化it量化時，最終得到的Ip可W表示為：
[006 引
徵
[0069] 其中，Bitsum操作是按位求異或，然后對每一位求和。當(dāng)數(shù)字中頻信號或者載波信 號分別采取不同的量化規(guī)則時，公式需稍作改動，Ip表達式中保留的項如表6:
[0070] 表6不同量化規(guī)則下Ip表達式中保留的項
[0071]
[007引③1.化it相關(guān)器
[0073] 關(guān)于1.加 it相關(guān)器設(shè)計的說明，本實施例給出Ξ種情況，本專利采用的是第二種 情況W及第Ξ種情況。如圖5所示，無限采樣精度的GNSS信號r[n]通過AGC(自動增益控制） 成為Ag[n]，然后送入1.化it量化器并最終量化為只有-1，0，1Ξ個值的η[η]。
[0074] 1)對C/A碼信號采取1.化it量化規(guī)則 [007引表7 1.化it量化規(guī)則下的C/A碼
[0076]
[oow]表7中的X表示0或者1均可，當(dāng)Cmac的值為0時有效，最終值為零；當(dāng)其為1時無效，對 最終的值不會強制作用變?yōu)?。其作用類似于一個0電平有效的使能端。
[007引表8基帶信號R(t)的值(1.5bitC/A碼，2bit數(shù)字中頻信號，2bit載波）
[0079]
[0080] 表8中，RsGN，CsGN，XsGN，LsGN代表混頻后基帶信號、C/A碼信號、數(shù)字中頻信號和本地 載波的符號位。Rmag，Xmag，Lmag和Cmag代表基帶信號、數(shù)字中頻信號、本地載波和C/A碼信號的 幅值位大小。它們之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如式(10)~（12)所示：
[0084] 2)對載波信號采取1.化it量化規(guī)則
[00化]表9 1.化it量化規(guī)則下的載波
[0086]
[0087] 表9中，X表示0或者1均可，當(dāng)伍而）的值為0時，最終值為零；當(dāng)其為1時，對最 終的值不會強制作用變?yōu)?。其作用類似于一個0電平有效的使能端。
[0088] 表10化it量化規(guī)則下的數(shù)字中頻信號
[0091 ]在表10和表11中，RsGN，CsGN，XsGN，Lsgn代表混頻后基帶信號、C/A碼信號、數(shù)字中頻信 號和本地載波的符號位。Rmag，Xmag和Lmag代表基帶信號、數(shù)字中頻信號和本地載波的幅值位 大小。他們之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下：
[009引3)1.化it量化的一般情況推廣
[0096]當(dāng)Lmk;(島?)=0時，最終R(t)的值為0,據(jù)此可W簡化很多計算。在對數(shù)字中頻信 號和載波信號分別采取不同量化規(guī)則后，Ip表達式如下：
[0097]
[009引其中S+1 ,S-讀不符號位為正或者負(fù);No，Ni，N2和化代表量化后幅值分別為0,1,2,3 的項。式中所包含項S+1，S-1，化，化，化，No的計算方法如下：
[0099]
(17)
[0100] 表12不同量化規(guī)則下基帶信號幅值判斷
[0101]
【主權(quán)項】
1. 一種GNSS跟蹤環(huán)路軟件相關(guān)器，其特征在于:包括以下模塊： GNSS信號接收與載噪比估計模塊、相關(guān)器選擇模塊、信號相關(guān)器模塊、載波數(shù)控振蕩器 模塊、C/A碼發(fā)生器模塊、移位寄存器、SumTable模塊、積分器、碼環(huán)鑒相器、環(huán)路濾波器模 塊； GNSS衛(wèi)星信號送入GNSS信號載噪比估計模塊以獲得當(dāng)前的信號強度，而后由相關(guān)器選 擇模塊選擇適合的量化規(guī)則以及相關(guān)器，經(jīng)過選擇的量化規(guī)則和相關(guān)器在SumTable模塊內(nèi) 對由載波數(shù)控振蕩器模塊產(chǎn)生的載波復(fù)制信號和由C/A碼發(fā)生器模塊產(chǎn)生并且經(jīng)過移位寄 存器移位運算得到的復(fù)制C/A碼信號以及輸入的數(shù)字中頻信號進行運算，而后將運算結(jié)果 送入積分器、碼環(huán)鑒相器、環(huán)路濾波器中。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GNSS跟蹤環(huán)路軟件相關(guān)器的自適應(yīng)智能跟蹤方法，其特 征在于:包括步驟如下： 1) 通過軟件接收機接收GNSS衛(wèi)星信號，將捕獲到的衛(wèi)星信號送入GNSS信號載噪比估計 模塊以獲得當(dāng)前的信號強度； 2) 相關(guān)器選擇模塊通過對當(dāng)前信號強度進行判斷，選擇適合的量化規(guī)則以及相關(guān)器； 3) 載波數(shù)控振蕩器模塊用以產(chǎn)生，該信號符號位Lsgn分別通過一個正弦表和余弦表然 后與輸入的數(shù)字中頻信號X(n)的符號位Xsgn相乘形成I、Q兩路混頻信號； 4)C/A碼發(fā)生器模塊主要用以產(chǎn)生超前、即時、滯后的復(fù)制C/A碼，上述I、Q兩路混頻信 號分別同時與C/A碼發(fā)生器模塊中產(chǎn)生的超前復(fù)制C/A碼Cscn-e、即時復(fù)制C/A碼Cscn-p、滯后 復(fù)制C/A碼CsGN-L進行相關(guān)運算生成I、Q兩路信號，即I、Q兩路RsGN-E,P,L信號，分別為iE-RsGN、 ip-RsGN、iL-RsGN、qE-RsGN、qp-RsGN、qrRsGN，此時I、Q支路上的信號就是只含數(shù)據(jù)比特的基帶信 號的符號位。 5) 移位寄存器對輸入的數(shù)字中頻信號的幅值位Xmac和載波數(shù)控振蕩器模塊產(chǎn)生的載波 復(fù)制信號幅值位LMAC進行移位運算，分別產(chǎn)生數(shù)字中頻信號的幅值位和載波復(fù)制信號幅值 位的超前、即時、滯后信號Xmag-E,P,L和Lmag-E,P,L即Xmag-E，Xmag-P，Xmag-L和Lmag-E，Lmag-P，Lmag-l; 6) 根據(jù)相關(guān)器選擇模塊確定下來的當(dāng)前量化規(guī)則，在SumTab1e模塊中對Xmag-e, p, l、 Lmac-E,P,L和RSCN-E,p,di行運算最終得到只含數(shù)據(jù)比特的基帶信號的值； 7) 只含數(shù)據(jù)比特的基帶信號后續(xù)送入積分器、碼環(huán)鑒相器、環(huán)路濾波器等后續(xù)模塊。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的跟蹤方法，其特征在于:相關(guān)器選擇模塊通過對接收到的數(shù)字 中頻信號的載噪比大小進行判斷，在后續(xù)跟蹤環(huán)路中選擇適合的量化規(guī)則并自適應(yīng)智能匹 配適應(yīng)的信號相關(guān)器以達到跟蹤準(zhǔn)確度、計算復(fù)雜度和載噪比損失之間的平衡:若載噪比 大于等于40dB/Hz，則衛(wèi)星信號為強，若載噪比大于等于30dB/Hz并小于40dB/Hz，則衛(wèi)星信 號為強度適中，若載噪比小于30dB/Hz，則衛(wèi)星信號為弱；所述衛(wèi)星信號為強時選擇對載波 Ibit量化、對數(shù)字中頻信號2bit量化的信號相關(guān)器，衛(wèi)星信號弱時選擇對載波2bit量化、對 數(shù)字中頻信號2bit量化的信號相關(guān)器，衛(wèi)星信號強度適中時選擇對載波1.5bit量化、對數(shù) 字中頻信號1.5bit量化的信號相關(guān)器。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的跟蹤方法，其特征在于:所述的lbit信號相關(guān)器:被量化的信 號僅有兩個量化取值，只有符號位，沒有幅值位;2bit信號相關(guān)器:被量化的信號有4個量化 取值，有符號位和幅值位；1.5bit信號相關(guān)器:被量化的信號有3個量化取值，有符號位和幅 值位，其中幅值位的作用等同于一個〇電平有效的使能端。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種GNSS跟蹤環(huán)路軟件相關(guān)器設(shè)計及自適應(yīng)智能跟蹤方法，針對軟件接收機在不同時段不同環(huán)境接收到不同強度GNSS衛(wèi)星信號的情況，進行智能衛(wèi)星導(dǎo)航工作模式切換、不同種類的跟蹤環(huán)路軟件相關(guān)器自適應(yīng)智能匹配和智能導(dǎo)航定位。本發(fā)明無論在正常環(huán)境、高動態(tài)環(huán)境還是微弱衛(wèi)星信號環(huán)境下，都能充分利用不同量化規(guī)則下跟蹤環(huán)路軟件相關(guān)器的特點，在跟蹤準(zhǔn)確度、計算復(fù)雜度和量化損失之間取得平衡，可有效實現(xiàn)城市交通、林蔭路、隧道等多種環(huán)境下的無縫定位。
【IPC分類】G01S19/24, G01S19/37
【公開號】CN105487091
【申請?zhí)枴緾N201510847935
【發(fā)明人】陳熙源, 楊陽, 崔冰波, 王熙贏, 湯新華, 祝雪芬
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月26日