專利名稱：多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，例如GPS系統(tǒng)，特別是一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)及應(yīng)用該鎖定環(huán)擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒ā?br> 背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)，包括一組發(fā)送GPS信號(hào)的一個(gè)衛(wèi)星星座(又被稱為Navstar衛(wèi)星)，該GPS信號(hào)能被接收機(jī)用來(lái)確定該接收機(jī)的位置。衛(wèi)星軌道被安排在多個(gè)平面內(nèi)，以便在地球上任何位置都能從至少四顆衛(wèi)星接收該種信號(hào)。每一顆GPS衛(wèi)星所傳送的GPS信號(hào)都是直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。商業(yè)上使用的信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPQ有關(guān)，而且被稱之為粗碼(C/A碼)的直接序列二相擴(kuò)頻信號(hào)，在 1575. 42MHz的載波下，具有每秒1. 023兆碼片的速率。偽隨機(jī)噪聲(PN)序列長(zhǎng)度是1023 個(gè)碼片，對(duì)應(yīng)于1毫秒的時(shí)間周期。每一顆衛(wèi)星發(fā)射不同的PN碼(Gold碼)，使得信號(hào)能夠從幾顆衛(wèi)星同時(shí)發(fā)送，并由一接收機(jī)同時(shí)接收，相互間幾乎無(wú)干擾。術(shù)語(yǔ)“衛(wèi)星星號(hào)”和這個(gè)PN碼相關(guān)，可以用以標(biāo)示不同的GPS衛(wèi)星。GPS利用到達(dá)時(shí)間(TOA)測(cè)距原理來(lái)確定用戶的位置，這種原理需要測(cè)量信號(hào)從衛(wèi)星發(fā)出至到達(dá)用戶接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間。為此，GPS接收機(jī)必須首先復(fù)現(xiàn)將被捕獲的衛(wèi)星所發(fā)射的PRN碼，然后移動(dòng)這個(gè)復(fù)現(xiàn)碼的相位，直到與衛(wèi)星的PRN碼發(fā)生相關(guān)為止。當(dāng)接收機(jī)復(fù)現(xiàn)碼的相位與輸入的衛(wèi)星碼相位相匹配時(shí)，有最大的相關(guān)。接收機(jī)首先搜索所希望衛(wèi)星的相位，然后調(diào)節(jié)其復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的標(biāo)稱擴(kuò)頻碼碼片速率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星碼狀態(tài)的跟蹤。碼相關(guān)過(guò)程通過(guò)將移相的復(fù)現(xiàn)碼與輸入的衛(wèi)星碼實(shí)時(shí)相乘，然后進(jìn)行積分和清零處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。GPS接收機(jī)的目標(biāo)是使其復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的瞬時(shí)相位與所希望衛(wèi)星的碼相位保持最大的相關(guān)。GPS接收機(jī)的定位精度是GPS接收機(jī)最核心也是用戶最關(guān)心的的性能指標(biāo)之一。 提高GPS接收機(jī)定位精度有很多方法，比如對(duì)GPS測(cè)量量進(jìn)行解算前的預(yù)處理，但在形成測(cè)量量前，通過(guò)提高碼環(huán)的跟蹤精度來(lái)提高接收機(jī)定位精度是最為本源的一種方法。GPS接收機(jī)經(jīng)常遇到GPS信號(hào)缺失的情況，特別是在GPS接收機(jī)運(yùn)動(dòng)和遮擋物較多的情況下。一個(gè)典型的場(chǎng)合是城市中行駛的車載GPS定位接收機(jī)。行駛的車輛經(jīng)常遭遇各種橋梁、建筑物、隧道等遮擋物的遮擋，使接收機(jī)無(wú)法接收到足夠信噪比的GPS信號(hào)。當(dāng)信噪比低于一定限度時(shí)，載波環(huán)對(duì)載波頻率的估計(jì)出現(xiàn)較大偏差，碼環(huán)也將因此而失鎖，從而不得不進(jìn)行重捕。頻繁的重捕將減小定位成功率，且啟動(dòng)捕獲引擎會(huì)增大芯片的功耗。如何提高碼環(huán)的跟蹤精度和進(jìn)行穩(wěn)健的碼跟蹤是GPS基帶處理的重要的研究方向
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)及應(yīng)用該鎖定環(huán)擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒ā?二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，包括多個(gè)相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NCO和碼發(fā)生器；其中，相關(guān)支路與支路選擇邏輯相連接，支路選擇邏輯與碼環(huán)鑒別器相連接，碼環(huán)鑒別器與碼環(huán)濾波器相連接，碼環(huán)濾波器與碼NCO相連接，碼NCO與碼發(fā)生器相連接，碼發(fā)生器與相關(guān)支路相連接。上述方案中，所述多個(gè)相關(guān)支路之間的間距不唯一，最內(nèi)側(cè)的和Ltl支路相關(guān)間距Dtl < 1，E1和L1支路相關(guān)間距D1 = 2，其他支路的相關(guān)間距滿足相鄰二支路的間距為Delse =1。上述方案中，所述多個(gè)相關(guān)支路中相關(guān)支路的數(shù)目大于2。上述方案中，所述的支路選擇邏輯在業(yè)+2路相關(guān)輸出中挑選特定的輸出組合作為碼環(huán)鑒別器的輸入。上述方案中，所述的支路選擇邏輯包括在牽引階段，支路選擇邏輯選出的特定的輸出組合是全部支路的輸出，或者是最優(yōu)支路選擇算法挑選出的其中兩個(gè)相鄰支路的輸出；在跟蹤階段，支路選擇邏輯選擇最內(nèi)側(cè)的兩個(gè)相關(guān)支路的輸出。上述方案中，所述的最優(yōu)支路選擇算法是首先確定所有支路中相關(guān)輸出能量最大的支路，若能量最大支路為最內(nèi)側(cè)兩支路之一，則使用這兩個(gè)支路為鑒相兩支路，若不是，則在與能量最大支路相鄰的兩個(gè)支路中找到能量較大的那個(gè)支路為能量次大支路，使用能量最大支路和能量次大支路為鑒相兩支路。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種利用所述鎖定環(huán)擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，包括多個(gè)相關(guān)支路進(jìn)行相關(guān)操作；支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入；碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向；
碼環(huán)濾波器對(duì)偏差進(jìn)行濾波；濾波后的信號(hào)控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率；以及碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列。上述方案中，所述的多個(gè)相關(guān)支路的相關(guān)操作包括使用本地復(fù)現(xiàn)的多組偽碼序列與去載波之后的接收衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行相關(guān)。上述方案中，所述碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向中，碼環(huán)鑒別算法包括如果碼環(huán)鑒別算法使用全部相關(guān)支路的輸出，則將所有超前支路相關(guān)輸出的和作為超前能量值，將所有滯后支路相關(guān)輸出的和作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果碼環(huán)鑒別算法使用包含信號(hào)的兩路相關(guān)支路的輸出，則首先確定所有支路中輸出能量最大的那個(gè)支路；
如果能量最大的支路是最內(nèi)側(cè)的兩支路之一，則將最內(nèi)側(cè)的超前支路的輸出作為超前能量值，將最內(nèi)側(cè)的滯后支路的輸出作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果能量最大的支路不是最內(nèi)側(cè)兩支路中的任何一個(gè)，則在能量最大支路的相鄰兩支路中挑選出能量較大的支路作為能量次大的支路；如果能量最大支路和能量次大支路都為超前支路，則碼環(huán)鑒別器輸出1 ；如果能量最大支路和能量次大支路都為滯后支路，則碼環(huán)鑒別器輸出-1 ；如果能量最大支路為超前支路而能量次大支路為滯后支路，則鑒別算法將能量最大支路的輸出作為超前能量，將能量次大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理；如果能量最大支路為滯后支路而能量次大支路為超前支路，則鑒別算法將將能量次大支路的輸出作為超前能量，能量最大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理。上述方案中，所述碼環(huán)鑒別算法根據(jù)超前和滯后能量之間的差，敏感出本地復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向是超前或者滯后。上述方案中，所述碼環(huán)濾波器對(duì)偏差進(jìn)行濾波，該碼環(huán)濾波器是階數(shù)可選的低通濾波器，用于對(duì)碼環(huán)鑒別器敏感出的誤差信號(hào)進(jìn)行濾波。上述方案中，所述濾波后的信號(hào)控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率包括如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位滯后，則碼NCO增大其輸出頻率；如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位超前，則碼NCO減小其輸
出頻率。上述方案中，所述碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列中，碼發(fā)生器產(chǎn)生的多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列與相關(guān)支路的數(shù)量和各支路間距對(duì)應(yīng)。(三)有益效果本發(fā)明提供的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)和基于該鎖定環(huán)的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其中，該延遲鎖定環(huán)通過(guò)簡(jiǎn)單增加相關(guān)支路，和靈活調(diào)整支路間距，配合擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，能夠有效提高定位精度?同時(shí)能夠應(yīng)對(duì)城市和茂密森林等遮擋物較多的應(yīng)用環(huán)境，減少環(huán)路失鎖的概率，從而避免重捕，有效降低芯片功耗。


圖1是典型的GPS接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是傳統(tǒng)的延遲鎖定環(huán)結(jié)構(gòu)；圖3是本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的延遲鎖定環(huán)的硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的偽碼跟蹤方法的流程。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。GPS基帶芯片是GPS接收機(jī)中處理基帶信號(hào)的芯片，是整個(gè)GPS接收機(jī)的核心。本發(fā)明的裝置和方法均在GPS基帶芯片中實(shí)現(xiàn)。為方便起見，本發(fā)明中“接收機(jī)”均指“GPS基
-W--H- LL yy
市心片ο圖1描述了一個(gè)典型的GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。這是一個(gè)完整的GPS接收機(jī)，包括了天線101、射頻前端芯片102、基帶處理芯片103?；鶐幚聿糠钟扇舾蓚€(gè)相關(guān)通道104、 捕獲處理105、跟蹤處理106和定位解算處理107組成。基帶處理部分103從射頻前端芯片 102接收數(shù)字中頻采樣數(shù)據(jù)，其信號(hào)處理分為捕獲處理105和跟蹤處理106兩個(gè)階段。捕獲處理105進(jìn)行載波頻率域和碼域二維搜索，獲得關(guān)于接收信號(hào)載波頻率(含多普勒頻偏) 和偽碼相位的粗略估計(jì)。跟蹤處理106用于跟蹤捕獲到的衛(wèi)星，并與之同步，以便計(jì)算初PN 碼的發(fā)射時(shí)間，同時(shí)解調(diào)出導(dǎo)航電文用以定位。所述的同步包括載波同步、碼同步、比特同步和幀同步。定位解算處理107根據(jù)跟蹤處理106所復(fù)現(xiàn)的偽碼相位計(jì)算偽距，或者根據(jù)復(fù)現(xiàn)的載波多普勒相位或頻率計(jì)算△偽距，或者根據(jù)載波多普勒相位計(jì)算積分多普勒相位， 進(jìn)而利用這些測(cè)量量得到對(duì)用戶位置、速度、用戶時(shí)鐘偏差和時(shí)鐘漂移的估計(jì)。該GPS接收機(jī)實(shí)例使用了射頻前端和基帶處理獨(dú)立封裝成芯片的形式。實(shí)際中還有其他形式，如將兩部分封裝在一起形成SIP系統(tǒng)，以及將兩部分合二為一形成單SOC芯片。本發(fā)明對(duì)于以上形式的GPS接收機(jī)芯片都是適用的。圖2描述了傳統(tǒng)的延遲鎖定環(huán)結(jié)構(gòu)。該部分包含在圖1中的跟蹤處理106中，完成本地復(fù)現(xiàn)碼與接收衛(wèi)星偽碼相位的精密同步，是獲得發(fā)射時(shí)間的關(guān)鍵，同時(shí)為隨后的同步和電文解調(diào)提供了基礎(chǔ)。該結(jié)構(gòu)具有一定的代表性，目前很多產(chǎn)品都采用了類似的結(jié)構(gòu)。 數(shù)字中頻信號(hào)201由圖1所示的射頻前端102獲得之后，經(jīng)本地載波發(fā)生器202混頻得到同相分量203和正交分量204。碼發(fā)生器205產(chǎn)生的超前和滯后復(fù)現(xiàn)碼分別與同相分量203 和正交分量204相乘并進(jìn)行預(yù)檢測(cè)積分得到同相超前分量206、同相滯后分量207、正交超前分量208和正交滯后分量209。這個(gè)過(guò)程即超前、滯后復(fù)現(xiàn)碼與接收信號(hào)的相關(guān)過(guò)程，超前和滯后相關(guān)器之間的間距為1個(gè)碼片。此4路相關(guān)輸出結(jié)果交由碼環(huán)鑒別器210產(chǎn)生誤差信號(hào)。碼環(huán)鑒別器有多種類型，歸一化的超前減滯后包絡(luò)鑒別器因?yàn)槠漭敵稣`差在1個(gè)碼片的范圍內(nèi)呈線性而得到了廣泛的應(yīng)用。其碼環(huán)鑒別算法為\M，其中e=4^7，L==^7^如果復(fù)現(xiàn)碼是對(duì)準(zhǔn)的，則超前和滯后包絡(luò)幅度相等，并且鑒別器不產(chǎn)生誤差信號(hào)。 如果復(fù)現(xiàn)碼沒有對(duì)準(zhǔn)，那么超前和滯后包絡(luò)不相等，并且在相關(guān)時(shí)間段內(nèi)，不相等的大小與誤差的大小成正比。碼環(huán)鑒別器通過(guò)超前和滯后包絡(luò)之間的幅度差敏感出復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向(超前或者滯后)。進(jìn)一步地，碼環(huán)鑒別器210產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)碼環(huán)濾波器211的濾波處理后加到碼NC0211上，使其輸出頻率做必要的增加或者減小，從而達(dá)到根據(jù)輸入衛(wèi)星信號(hào)碼的相位糾正復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器204的相位的目的，完成環(huán)路的閉合。這種使用超前和滯后兩個(gè)相關(guān)支路的經(jīng)典延遲鎖定環(huán)，牽引范圍有限，在采用歸一化鑒別器時(shí)獲得的最大的牽引范圍也只有士 1. 5碼片。當(dāng)采用窄相關(guān)技術(shù)以提高跟蹤精度和抑制多徑時(shí)，牽引范圍進(jìn)一步縮小到約士 1碼片。本發(fā)明提供的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)和基于該鎖定環(huán)的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其中，延遲鎖定環(huán)包括間距不同的多個(gè)相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NC0、碼發(fā)生器。其跟蹤方法包括多個(gè)相關(guān)支路進(jìn)行多個(gè)本地復(fù)現(xiàn)碼序列與接收衛(wèi)星碼的相關(guān)處理，支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入，碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到的誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路濾波器后控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率，以根據(jù)輸入的衛(wèi)星信號(hào)的碼相位糾正復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的相位，從而構(gòu)成閉合環(huán)路。圖3描述了本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)框圖。和圖2所示的傳統(tǒng)的延遲鎖定環(huán)相比，最大的區(qū)別在于本發(fā)明的碼環(huán)含有多個(gè)超前相關(guān)支路和多個(gè)滯后相關(guān)支路，并且存在多種支路間距，因此稱本發(fā)明的碼環(huán)為多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)。下面以圖 3為例闡述發(fā)明的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)的結(jié)構(gòu)，在該實(shí)施例中，共有4個(gè)超前支路& &和4個(gè)滯后支路Ltl L3,即k = 3。但實(shí)際使用中，k可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求增大或者減小，只須滿足1。來(lái)自射頻前端102的數(shù)字中頻301經(jīng)載波發(fā)生器302混頻后，得到同相分量303 和正交分量304。碼發(fā)生器305產(chǎn)生對(duì)應(yīng)4個(gè)超前支路 &和4個(gè)滯后支路Ltl L3的碼相位序列，其中E0與L0支路之間的間距為Dtl，采用窄相關(guān)技術(shù)(D0 < 1) 和L1支路之間的間距為D1, D1 = 2 ；其他相關(guān)支路滿足相鄰二支路之間間距為1個(gè)碼片，Delse = 1。進(jìn)一步地，同相分量303和正交分量304分別與這8個(gè)本地復(fù)現(xiàn)碼相乘，并經(jīng)過(guò)預(yù)檢測(cè)積分處理得到同相超前分量Ieo Ie3 305 308，同相滯后分量Ilo Il3 309 312， 正交超前分量Qeci Qe3 313 316，正交滯后分量Qui Qu 317 320。進(jìn)一步地，這些相關(guān)支路地輸出305 320進(jìn)入支路選擇邏輯321。支路選擇邏輯321從中挑選需要的相關(guān)輸出構(gòu)造用于碼環(huán)鑒相的超前分量和滯后分量，并交由碼環(huán)鑒別器322執(zhí)行一定的碼環(huán)鑒別算法，從而得到本地復(fù)現(xiàn)碼的誤差信號(hào)。本發(fā)明的支路選擇邏輯和碼環(huán)鑒別算法將在下面進(jìn)行詳細(xì)的闡述。進(jìn)一步地，誤差信號(hào)進(jìn)入碼環(huán)濾波器323進(jìn)行濾波。濾波后的信號(hào)控制碼NCO 324 調(diào)整其輸出的頻率，繼而驅(qū)動(dòng)碼發(fā)生器325產(chǎn)生相關(guān)支路所需要的各種間距的本地復(fù)現(xiàn)碼序列，提供給相關(guān)支路做相關(guān)運(yùn)算，從而完成了整個(gè)碼跟蹤環(huán)路的閉合。圖4描述的是本發(fā)明一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的偽碼跟蹤方法的流程，因其采用了上述多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，能達(dá)到牽引范圍較傳統(tǒng)延遲鎖定環(huán)擴(kuò)展及跟蹤精度提高的目的。圖中的401過(guò)程對(duì)應(yīng)圖3中的同相分量303和正交分量304分別與8個(gè)本地復(fù)現(xiàn)碼相乘，并經(jīng)過(guò)預(yù)檢測(cè)積分處理得到305 320共16個(gè)相關(guān)輸出。應(yīng)該注意，這16個(gè)相關(guān)輸出對(duì)應(yīng)本實(shí)施例中的k = 3，一般而言，共有4 (k+Ι)個(gè)相關(guān)輸出。支路選擇邏輯挑選挑選進(jìn)入碼環(huán)鑒別器的的相關(guān)支路402。具體的，支路選擇邏輯可以允許所有的相關(guān)支路輸出進(jìn)入碼環(huán)鑒別器，也可以從中挑選兩路相關(guān)支路的輸出進(jìn)入碼環(huán)鑒別器。挑選的原則為首先確定所有支路中輸出能量最大的那個(gè)支路，視鑒別算法的需要再在其相鄰兩支路中挑選能量次大的支路。進(jìn)一步地，碼環(huán)鑒別器估計(jì)相位誤差時(shí)403 如果碼環(huán)鑒別算法使用全部相關(guān)支路的輸出，則將所有超前支路相關(guān)輸出的和作為超前能量值，將所有滯后支路相關(guān)輸出的和作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理，鑒別算法如下式所述
權(quán)利要求
1.一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，包括多個(gè)相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NCO和碼發(fā)生器；其中，相關(guān)支路與支路選擇邏輯相連接，支路選擇邏輯與碼環(huán)鑒別器相連接，碼環(huán)鑒別器與碼環(huán)濾波器相連接，碼環(huán)濾波器與碼NCO相連接，碼NCO與碼發(fā)生器相連接，碼發(fā)生器與相關(guān)支路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述多個(gè)相關(guān)支路之間的間距不唯一，最內(nèi)側(cè)的和Ltl支路相關(guān)間距Dtl < 1，E1和L1支路相關(guān)間距D1 = 2，其他支路的相關(guān)間距滿足相鄰二支路的間距為Delse = 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述多個(gè)相關(guān)支路中相關(guān)支路的數(shù)目大于2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述的支路選擇邏輯在業(yè)+2路相關(guān)輸出中挑選特定的輸出組合作為碼環(huán)鑒別器的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述的支路選擇邏輯包括在牽引階段，支路選擇邏輯選出的特定的輸出組合是全部支路的輸出，或者是最優(yōu)支路選擇算法挑選出的其中兩個(gè)相鄰支路的輸出；在跟蹤階段，支路選擇邏輯選擇最內(nèi)側(cè)的兩個(gè)相關(guān)支路的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述的最優(yōu)支路選擇算法是首先確定所有支路中相關(guān)輸出能量最大的支路，若能量最大支路為最內(nèi)側(cè)兩支路之一，則使用這兩個(gè)支路為鑒相兩支路，若不是，則在與能量最大支路相鄰的兩個(gè)支路中找到能量較大的那個(gè)支路為能量次大支路，使用能量最大支路和能量次大支路為鑒相兩支路。
7.一種利用權(quán)利要求1所述鎖定環(huán)擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其特征在于，包括多個(gè)相關(guān)支路進(jìn)行相關(guān)操作；支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入；碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向；碼環(huán)濾波器對(duì)偏差進(jìn)行濾波；濾波后的信號(hào)控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率；以及碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其特征在于，所述的多個(gè)相關(guān)支路的相關(guān)操作包括使用本地復(fù)現(xiàn)的多組偽碼序列與去載波之后的接收衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行相關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其特征在于，所述碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向中，碼環(huán)鑒別算法包括如果碼環(huán)鑒別算法使用全部相關(guān)支路的輸出，則將所有超前支路相關(guān)輸出的和作為超前能量值，將所有滯后支路相關(guān)輸出的和作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果碼環(huán)鑒別算法使用包含信號(hào)的兩路相關(guān)支路的輸出，則首先確定所有支路中輸出能量最大的那個(gè)支路；如果能量最大的支路是最內(nèi)側(cè)的兩支路之一，則將最內(nèi)側(cè)的超前支路的輸出作為超前能量值，將最內(nèi)側(cè)的滯后支路的輸出作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果能量最大的支路不是最內(nèi)側(cè)兩支路中的任何一個(gè)，則在能量最大支路的相鄰兩支路中挑選出能量較大的支路作為能量次大的支路；如果能量最大支路和能量次大支路都為超前支路，則碼環(huán)鑒別器輸出1 ；如果能量最大支路和能量次大支路都為滯后支路，則碼環(huán)鑒別器輸出-ι ；如果能量最大支路為超前支路而能量次大支路為滯后支路，則鑒別算法將能量最大支路的輸出作為超前能量，將能量次大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理；如果能量最大支路為滯后支路而能量次大支路為超前支路，則鑒別算法將將能量次大支路的輸出作為超前能量，能量最大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其特征在于，所述碼環(huán)鑒別算法根據(jù)超前和滯后能量之間的差，敏感出本地復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向是超前或者滯后。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其特征在于，所述碼環(huán)濾波器對(duì)偏差進(jìn)行濾波，該碼環(huán)濾波器是階數(shù)可選的低通濾波器，用于對(duì)碼環(huán)鑒別器敏感出的誤差信號(hào)進(jìn)行濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒?，其特征在于，所述濾波后的信號(hào)控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率包括如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位滯后，則碼NCO增大其輸出頻率；如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位超前， 則碼NCO減小其輸出頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒ǎ涮卣髟谟?，所述碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列中，碼發(fā)生器產(chǎn)生的多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列與相關(guān)支路的數(shù)量和各支路間距對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，包括多個(gè)相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NCO和碼發(fā)生器。本發(fā)明同時(shí)公開了一種擴(kuò)展?fàn)恳秶母呔雀櫡椒ǎǘ鄠€(gè)相關(guān)支路進(jìn)行多個(gè)本地復(fù)現(xiàn)碼序列與接收衛(wèi)星碼的相關(guān)處理，支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入，碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到的誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路濾波器后控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率，以根據(jù)輸入的衛(wèi)星信號(hào)的碼相位糾正復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的相位，構(gòu)成閉合環(huán)路。本發(fā)明能夠有效提高定位精度，同時(shí)能夠應(yīng)對(duì)城市和茂密森林等遮擋物較多的應(yīng)用環(huán)境，減少環(huán)路失鎖的概率，從而避免重捕，有效降低芯片功耗。
文檔編號(hào)G01S19/30GK102375149SQ201010256959
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者楊穎 , 陳杰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所