本發(fā)明涉及高精度衛(wèi)星導航接收機，特別是一種衛(wèi)星導航半周跳變檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

載波環(huán)短暫失鎖，導致整周計數(shù)發(fā)生錯誤的現(xiàn)象稱為周跳，引起周跳的原因可分為兩類：接收信號變化和接收機故障。接收信號變化主要包括衛(wèi)星信號中斷、接收信號功率降低、多徑信號的影響等；接收機發(fā)生故障時也可能引發(fā)周跳，如晶振不穩(wěn)定，環(huán)路參數(shù)設(shè)置不合理等。此外，接收機受外部信號干擾時也可能發(fā)生周跳。對于衛(wèi)星導航接收機而言，可以通過使用載波相位整周模糊度估計方法，其估計精度遠高于半周模糊度估計，能檢測出載波相位的整周跳變，然而無法檢測出載波相位的半周跳變。半周跳變會導致數(shù)據(jù)的反向，導致解算出錯。因此，檢測半周跳變的存在和具體位置是高精度衛(wèi)星導航接收機的關(guān)鍵所在。

目前，多數(shù)的半周跳變檢測方法，都需要利用相位的連續(xù)信息。其中，發(fā)明專利“快速周跳檢測和校正”(公開號：CN102439928)利用同步符號塊的最后同步符號相位計算相位模糊角，并判斷其計算的相位模糊角與前一個計算的相位模糊角的差別，進而判斷出周跳。此方法需要知道每一個符號信息的相位信息。而對于衛(wèi)星導航接收機而言，讀取每一個偽碼(1ms)寬度的相位信息具有較高的復雜度。

此外，發(fā)明專利“一種周跳的檢測方法、裝置及接收機”(授權(quán)號：CN103547344B)需要通過利用每一個訓練序列初始相位信息和結(jié)束相位信息，進而判斷出周跳。該方法需要精確知道每個訓練序列(偽碼)的初始和結(jié)束碼相位信息，需要精確計算相位跳變的瞬時狀態(tài)，不利于硬件接收機的實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種衛(wèi)星導航半周跳變檢測方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種衛(wèi)星導航半周跳變檢測方法，該方法主要實現(xiàn)過程為：判斷當前電文數(shù)據(jù)符號位與上一幀電文數(shù)據(jù)符號位是否相同，若相同，則進行半周跳變校正；否則，判斷當前電文數(shù)據(jù)最后M個積分累加值是否同符號，若是，則判斷當前電文數(shù)據(jù)符號位與最后M個積分累加值是否同符號，若是，則判定當前電文數(shù)據(jù)位不存在載波相位半周跳變，否則，進行半周跳變校正。

進行半周跳變校正的具體過程包括：當當前電文數(shù)據(jù)位存在載波相位半周跳變時，將載波相位翻轉(zhuǎn)180度，即從下一個電文數(shù)據(jù)位時刻開始，進行電文數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)操作。

所述電文數(shù)據(jù)位符號由N個非連續(xù)相干積分累加值之和取符號得到；N等于電文數(shù)據(jù)時間寬度除以相干積分時間長度；其中，GPS信號的電文數(shù)據(jù)時間寬度為20ms，北斗非GEO星信號的電文數(shù)據(jù)時間寬度為20ms，GLONASS信號的電文數(shù)據(jù)時間寬度為10ms；若相干積分時間取1ms，則GPS信號、北斗非GEO星信號、GLONASS信號中N的取值分別為20，20，10。

通過大規(guī)模實驗對比，發(fā)現(xiàn)M的取值為N的四分之一到五分之一之間的整數(shù)，檢測正確率達到99％以上。

相應的，本發(fā)明還提供了一種衛(wèi)星導航半周跳變檢測裝置，包括：

天線：用于接收所需頻點的射頻信號；

射頻通道：用于將所需頻點的射頻信號下變頻到中頻信號；

捕獲模塊：用于利用所述中頻信號進行信號捕獲檢測；

跟蹤模塊：用于對捕獲模塊捕獲的信號進行跟蹤并鎖定檢測；

位同步模塊：用于對跟蹤模塊鎖定的信號進行位同步操作，剔除NH碼的影響；

幀同步模塊：用于對剔除NH碼影響的信號進行幀同步操作；

信息處理模塊：用于輸對幀同步模塊處理后的電文數(shù)據(jù)每一個數(shù)據(jù)位的N個非連續(xù)相干積分累加值，并對當前電文數(shù)據(jù)位的值和數(shù)據(jù)位的N個非連續(xù)相干積分累加值進行半周跳變檢測并校正。

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)明不需要讀取每個偽碼寬度的相位信息以及每一個數(shù)據(jù)位的初始和結(jié)束相位信息，只需要通過讀取每個數(shù)據(jù)位的非連續(xù)相干積分數(shù)據(jù)，以及每個數(shù)據(jù)位的相位信息，從而精確判斷半周跳變的位置并校正，方法簡單，解算準確，利于硬件接收機的實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明方法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示。其中，本發(fā)明各個模塊的功能和整體實現(xiàn)流程如下：

步驟1：通過射頻通道分別將所需頻點的射頻信號下變頻到中頻信號；

步驟2：中頻信號經(jīng)過捕獲模塊進行信號捕獲檢測；

步驟3：對捕獲了的信號進行跟蹤并鎖定檢測；

步驟4：對鎖定信號進行位同步操作，剔除NH碼的影響；

步驟5：對信號進行幀同步操作；

步驟6：信息處理模塊輸出每一個數(shù)據(jù)位的N個非連續(xù)相干積分累加值；

步驟7：對信號處理模塊輸出的當前電文數(shù)據(jù)位的值和數(shù)據(jù)位的N個非連續(xù)相干積分累加值進行半周跳變檢測并校正。

本發(fā)明提出的半周跳變檢測的原理和具體實現(xiàn)過程包括：

1、判斷本電文數(shù)據(jù)位是否整體存在半周跳變；

通過利用本電文數(shù)據(jù)位符號與上一幀的電文數(shù)據(jù)位符號做對比，若符號相同，則剔除電文數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)帶來的半周跳可能；否則認為本數(shù)據(jù)位存在周跳。電文數(shù)據(jù)位符號檢測由N個非連續(xù)相干積分累加值的疊加值取符號得到。

2、判斷電文數(shù)據(jù)位內(nèi)是否存在半周跳變。

對于不同系統(tǒng)、不同的頻點，不同衛(wèi)星每一個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)時間長度不同。以北斗系統(tǒng)B1頻點6號星為例，數(shù)據(jù)位的時間長度為20ms，每一個數(shù)據(jù)位由20個1ms的偽碼寬度組成，并加載NH碼。剔除NH碼的影響，從理論而言，每個1ms寬度的積分數(shù)據(jù)都必須同符號。然而，由于存在載波半周跳變，會導致某些積分累加值發(fā)生跳變，進而影響數(shù)據(jù)的一致性。因此，本方法采用簡單易用的電文數(shù)據(jù)位與最后的M個非連續(xù)相干積分累加值方式，判斷周跳的位置：首先判斷最后M個非連續(xù)相干積分累加值的符號都為相同符號，若都為相同符號，則判斷當前電文數(shù)據(jù)位符號是否與此M個積分累加值符號不相同，若相同則認定當前電文數(shù)據(jù)位發(fā)生了半周跳變；若最后M個非連續(xù)相干積分累加值的符號不相同，或者當前電文數(shù)據(jù)位符號與此M個積分累加值符號相同，則認定當前電文數(shù)據(jù)位沒有發(fā)生半周跳變。

3、半周跳變校正。

若判斷本數(shù)據(jù)位存在載波相位半周跳，則將載波相位翻轉(zhuǎn)180度，即從下一個數(shù)據(jù)位時刻開始，進行數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)操作(數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)就是將數(shù)據(jù)符號由正變負或者由負變正)。

具體的實施和算法流程圖如圖2所示。