本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)高精度應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)已經(jīng)成為一種基礎(chǔ)設(shè)施，為了提高導(dǎo)航信號頻帶的利用率，以及滿足各種不同定位精度的用戶需求，現(xiàn)代的導(dǎo)航信號往往采用多種導(dǎo)航信號支路復(fù)合的方式，在同一個載波頻點(diǎn)上，同時加載多個不同偽隨機(jī)碼和調(diào)制方式的導(dǎo)航信號，如Galileo衛(wèi)星信號體制中的E1信號，在1575.42MHz載波頻率上使用CBOC(6,1,4/33)和BOC(15，2.5)調(diào)制方式，生成包含了數(shù)據(jù)的E1B信號和包含導(dǎo)頻信息的E1C信號和E1A信號的三個支路導(dǎo)航信號。另外，現(xiàn)代導(dǎo)航信號體制中，為了兼顧抗干擾、快速捕獲跟蹤及更高精度的需求，對某些導(dǎo)航信號使用長偽隨機(jī)碼、導(dǎo)頻碼和數(shù)據(jù)分離等多種手段，GPS-III衛(wèi)星的信號體制的L1C信號中導(dǎo)頻支路L1Cp周期長大18s。在導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的許多高精度應(yīng)用中，為了提高接收機(jī)的測距精度和捕獲速度，需要獲取同一頻點(diǎn)各導(dǎo)航信號支路的偽隨機(jī)碼相位之間精確的時延差，即就是需要精密標(biāo)定同一頻點(diǎn)各導(dǎo)航信號支路的偽隨機(jī)碼的相位一致性。目前，導(dǎo)航信號通道相位一致性的標(biāo)定方法采用高速示波器觀察恒包絡(luò)導(dǎo)航信號波形中的包絡(luò)下陷點(diǎn)，具體實(shí)現(xiàn)方法見文獻(xiàn)《Absolutecalibrationofageodetictimetransfersystem》(IEEETransactiononUltrasonics,andFerroelectrics,andFrequencyControl,Vol.52,No.11,pp1904-1911)，這種方法只能實(shí)現(xiàn)簡單的BPSK調(diào)制信號波形，不適合現(xiàn)代多路復(fù)合的復(fù)雜調(diào)制信號波形，而且標(biāo)定精度差，誤差達(dá)到數(shù)4～5ns。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號發(fā)生器的多種長碼復(fù)合情況下各碼的相位一致性的精密標(biāo)定。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：一種多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法包括如下步驟：步驟(一)、通過高速A/D采樣器對導(dǎo)航信號發(fā)生器輸出的導(dǎo)航信號和秒脈沖信號進(jìn)行同步采樣；得到導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)和秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)的采樣樣本；每個樣本同時分別對應(yīng)一個導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)和一個秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)；其中秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)包括電平階躍段和電平持續(xù)段的數(shù)據(jù)；導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)包括導(dǎo)頻支路信號和數(shù)據(jù)支路信號，其中導(dǎo)頻支路信號和數(shù)據(jù)支路信號由長碼的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼組成；步驟(二)、計算秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)的秒脈沖估計值根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)定的秒脈沖電壓值和門限值，對秒脈沖估計值判斷；確定秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)電平階躍段的樣本點(diǎn)序號，樣本點(diǎn)序號從1開始依次編號；步驟(三)、根據(jù)秒脈沖信號電平階躍段的樣本點(diǎn)序號，截取采樣樣本中對應(yīng)的樣本點(diǎn)序號中導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)；對截取的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換和下變頻處理得到復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號；步驟(四)、設(shè)定復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的摘取長度，摘取長度為復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號中數(shù)據(jù)支路信號所包含的M個信息比特數(shù)目所持續(xù)的時間，M為正整數(shù)，計算得到待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N；步驟(五)、根據(jù)待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N，將步驟(一)中導(dǎo)頻支路信號的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼按周期重復(fù)，從整周期起始點(diǎn)開始截取N個點(diǎn)的數(shù)據(jù)，即生成導(dǎo)頻偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼整周期起始的N個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)；步驟(六)、步驟(五)中生成的N個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)和步驟(三)中生成的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號共同進(jìn)行相關(guān)計算，得到相關(guān)計算結(jié)果中最大相關(guān)峰對應(yīng)的峰值點(diǎn)樣本序號P；步驟(七)、步驟(四)中確定的摘取長度中包含M個信息比特，生成2M-1種信息比特樣本bl(n)，其中n為正整數(shù)，N為正整數(shù)；n＝1、2、3……N；l為正整數(shù)，l＝1、2、3……2M-1；將2M-1種信息比特樣本bl(n)與采樣數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)支路信號的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼{y(n)|n＝1,2,…,N}進(jìn)行擴(kuò)頻處理，得到2M-1種本地參考樣本步驟(八)、根據(jù)步驟(六)中的相關(guān)計算方法，分別對步驟(七)中生成的2M-1種本地參考樣本步驟(三)中生成的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號進(jìn)行相關(guān)計算；確定各次相關(guān)處理結(jié)果中的相關(guān)峰值，得到各相關(guān)峰值中最大值對應(yīng)的峰值點(diǎn)樣本序號D；步驟(九)、將步驟(六)中得到的樣本序號P和步驟(八)中得到的樣本序號D求差，根據(jù)采樣率計算得到數(shù)據(jù)碼滯后導(dǎo)頻的時延值Δt，即以導(dǎo)航信號中導(dǎo)頻支路信號為參考的，導(dǎo)頻支路信號和數(shù)據(jù)支路信號兩個長碼信號之間的相位一致性；在對多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性進(jìn)行標(biāo)定過程中，如果導(dǎo)航信號中包含多種數(shù)據(jù)長碼，重復(fù)步驟(一)至步驟(九)，計算各數(shù)據(jù)碼與導(dǎo)頻碼之間的相位一致性。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(一)中，導(dǎo)航信號中導(dǎo)頻信號和數(shù)據(jù)信號的偽隨機(jī)碼周期為1.5秒；數(shù)據(jù)信號調(diào)制的導(dǎo)航信息比特率為4kbps；數(shù)據(jù)采樣率根據(jù)使用的儀器設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整速率1～10Gsa/s。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(二)中，秒脈沖估計值的計算方法為：設(shè)定秒脈沖信號電平階越段的采樣數(shù)據(jù)其中i為正整數(shù)，i＝1、2、3…N；秒脈沖序號電平階越段的建模為：yi＝b0+b1·i/fs+ξi，其中，b0為采樣數(shù)據(jù)的初始電平；b1為電平變化率；ξi為隨機(jī)噪聲；fs為采樣頻率；yi為秒脈沖信號擬合后的電平值；用最小二乘法直線擬合計算b0和b1：計算秒脈沖估計值在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(二)中，確定秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)電平階躍段的樣本點(diǎn)序號的方法為：設(shè)定衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)定的秒脈沖電壓高電平為A1v，低電平為0V；估計秒脈沖階躍段的電平變化范圍為0～A1v；設(shè)置門限值為A2V；A1為正整數(shù)；A2為正整數(shù)；0＜A2＜A1；對秒脈沖估計值進(jìn)行判斷；當(dāng)大于A2時，輸出采樣數(shù)據(jù)電平階躍段的樣本點(diǎn)序號。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(三)中，對截取的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換和下變頻處理得到復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號d(i)的方法為：設(shè)定截取的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)為長度為Q，Q為正整數(shù)；其中，為第i個復(fù)數(shù)；i＝1,2,3，……，Q；ci為本地載波數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)；i＝1,2,3，……，Q；其中，H()表示希爾伯特變換；本地載波數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)ci為：其中：j為虛數(shù)單位；fs為采樣頻率；fc為已知的導(dǎo)航信號中心頻率；i＝1,2,3，……，Q。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(四)中，待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N的計算方法為：設(shè)定每個信息比特持續(xù)的時間為tb，則摘取長度持續(xù)的時間為M×tb；根據(jù)采樣速率為fs，即1秒鐘內(nèi)采樣得到fs個點(diǎn)，得到待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N，N＝M×tb×fs。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(六)中，最大相關(guān)峰對應(yīng)的序號P的計算方法為：摘取N個導(dǎo)頻偽碼本地樣本數(shù)據(jù)，導(dǎo)頻偽碼本地樣本的復(fù)頻域樣本值C(k)的計算方法為：其中：c(n)為本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)；n為計算過程中的數(shù)，取值范圍n＝1,2,…,N-1；j為虛數(shù)單位；k為導(dǎo)頻偽碼本地樣本的復(fù)頻域樣本的序號；摘取N個復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)，計算得到導(dǎo)航信號的幅頻樣本點(diǎn)D(g)；其中：D(n)為本地數(shù)據(jù)長碼樣本數(shù)據(jù)；n為計算過程中的數(shù)，取值范圍n＝1,2,…,N-1；j為虛數(shù)單位；g為導(dǎo)航信號的復(fù)頻域樣本點(diǎn)的序號；再對復(fù)頻域?qū)?dǎo)航信號的幅頻樣本點(diǎn)D(g)和導(dǎo)頻偽碼本地樣本的復(fù)頻域樣本值C(k)進(jìn)行計算，得到相關(guān)結(jié)果z(n)：搜索z(n)中最大值定義為序號P。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(七)中，將2M-1種信息比特樣本bl(n)與采樣數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)支路信號的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼{y(n)|n＝1,2,…,N}進(jìn)行擴(kuò)頻處理，計算本地參考樣本的方法為：在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(八)中，計算各相關(guān)峰值中最大值對應(yīng)的峰值點(diǎn)樣本序號D的方法為：將公式(7)和公式(9)按公式(8)的方法進(jìn)行2M-1次相關(guān)計算，得到結(jié)果：搜索中最大值定義為序號D。在上述的多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法，所述步驟(九)中，數(shù)據(jù)碼滯后導(dǎo)頻的時延值Δt的計算方法為：Δt＝(D-P)/fs(10)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)本發(fā)明對導(dǎo)航信號采用高速直接A/D采樣，在數(shù)字域進(jìn)行相位一致性標(biāo)定，數(shù)字處理中的樣本點(diǎn)之間相位時延關(guān)系可以精密確定，解決了傳統(tǒng)測試設(shè)備中接收不同信號時接收設(shè)備自身零值的不一致問題，消除了測試設(shè)備接收通道自身零值不一致引入的標(biāo)定誤差；(2)本發(fā)明采用了采用數(shù)字域相關(guān)處理，通過相關(guān)峰值來確定碼片的起始點(diǎn)，標(biāo)定精度取決于采樣頻率，采樣頻率10GHz時，精度可以達(dá)到0.2ns，相對傳統(tǒng)示波器觀察法精度為4～5ns，標(biāo)定精度提高一個數(shù)量級以上；(3)本發(fā)明采用了采用部分偽隨機(jī)碼進(jìn)行相關(guān)處理，降低處理的數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)數(shù)目，在保證精度的情況下，大幅度降低數(shù)字信號處理的數(shù)據(jù)量；(4)本發(fā)明在處理的數(shù)據(jù)中，用全部可能的信號比特進(jìn)行調(diào)制的本地數(shù)據(jù)樣本作為參考，保證了相關(guān)峰值的準(zhǔn)確和偽碼起始點(diǎn)求取的正確性。附圖說明圖1為本發(fā)明多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法流程圖；圖2為本發(fā)明多長碼復(fù)合導(dǎo)航序號的功率譜圖；圖3為本發(fā)明導(dǎo)航信號發(fā)生器秒脈沖及階躍點(diǎn)獲取示意圖；圖4為本發(fā)明本地導(dǎo)頻碼與導(dǎo)航信號相關(guān)處理曲線圖；圖5為本發(fā)明本地擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)碼與導(dǎo)航信號相關(guān)處理曲線圖；圖6為本發(fā)明多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法原理圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述：如圖1所示為多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法流程圖，由圖可知，多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法包括如下步驟：步驟(一)、通過高速A/D采樣器對導(dǎo)航信號發(fā)生器輸出的導(dǎo)航信號和秒脈沖信號進(jìn)行同步采樣；得到導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)和秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)的采樣樣本；每個樣本同時分別對應(yīng)一個導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)和一個秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)；其中秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)包括電平階躍段和電平持續(xù)段的數(shù)據(jù)；導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)包括導(dǎo)頻支路信號和數(shù)據(jù)支路信號，其中導(dǎo)頻支路信號和數(shù)據(jù)支路信號由長碼的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼組成；其中，導(dǎo)航信號中導(dǎo)頻信號和數(shù)據(jù)信號的偽隨機(jī)碼周期為1.5秒；數(shù)據(jù)信號調(diào)制的導(dǎo)航信息比特率為4kbps；數(shù)據(jù)采樣率根據(jù)使用的儀器設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整速率1～10Gsa/s。步驟(二)、計算秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)的秒脈沖估計值根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)定的秒脈沖電壓值和門限值，對秒脈沖估計值判斷；確定秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)電平階躍段的樣本點(diǎn)序號，樣本點(diǎn)序號從1開始依次編號；秒脈沖估計值的計算方法為：設(shè)定秒脈沖信號電平階越段的采樣數(shù)據(jù)其中i為正整數(shù)，i＝1、2、3…N；秒脈沖序號電平階越段的建模為：yi＝b0+b1·i/fs+ξi，其中，b0為采樣數(shù)據(jù)的初始電平；b1為電平變化率；ξi為隨機(jī)噪聲；fs為采樣頻率；yi為秒脈沖信號擬合后的電平值；用最小二乘法直線擬合計算b0和b1：計算秒脈沖估計值確定秒脈沖信號采樣數(shù)據(jù)電平階躍段的樣本點(diǎn)序號的方法為：設(shè)定衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)定的秒脈沖電壓高電平為A1v，低電平為0V；估計秒脈沖階躍段的電平變化范圍為0～A1v；設(shè)置門限值為A2V；A1為正整數(shù)；A2為正整數(shù)；0＜A2＜A1；對秒脈沖估計值進(jìn)行判斷；當(dāng)大于A2時，輸出采樣數(shù)據(jù)電平階躍段的樣本點(diǎn)序號。步驟(三)、根據(jù)秒脈沖信號電平階躍段的樣本點(diǎn)序號，截取采樣樣本中對應(yīng)的樣本點(diǎn)序號中導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)；對截取的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換和下變頻處理得到復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號；對截取的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換和下變頻處理得到復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號d(i)的方法為：設(shè)定截取的導(dǎo)航信號采樣數(shù)據(jù)為長度為Q，Q為正整數(shù)；其中，為第i個復(fù)數(shù)；i＝1,2,3，……，Q；ci為本地載波數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)；i＝1,2,3，……，Q；其中，H()表示希爾伯特變換；本地載波數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)ci為：其中：j為虛數(shù)單位；fs為采樣頻率；fc為已知的導(dǎo)航信號中心頻率；i＝1,2,3，……，Q。步驟(四)、設(shè)定復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的摘取長度，摘取長度為復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號中數(shù)據(jù)支路信號所包含的M個信息比特數(shù)目所持續(xù)的時間，M為正整數(shù)，計算得到待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N；其中，待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N的計算方法為：設(shè)定每個信息比特持續(xù)的時間為tb，則摘取長度持續(xù)的時間為M×tb；根據(jù)采樣速率為fs，即1秒鐘內(nèi)采樣得到fs個點(diǎn)，得到待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N，N＝M×tb×fs。步驟(五)、根據(jù)待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號的點(diǎn)數(shù)目N，將步驟(一)中導(dǎo)頻支路信號的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼按周期重復(fù)，從整周期起始點(diǎn)開始截取N個點(diǎn)的數(shù)據(jù)，即生成導(dǎo)頻偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼整周期起始的N個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)；步驟(六)、步驟(五)中生成的N個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)和步驟(三)中生成的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號共同進(jìn)行相關(guān)計算，得到相關(guān)計算結(jié)果中最大相關(guān)峰對應(yīng)的峰值點(diǎn)樣本序號P；最大相關(guān)峰對應(yīng)的序號P的計算方法為：摘取N個導(dǎo)頻偽碼本地樣本數(shù)據(jù)，導(dǎo)頻偽碼本地樣本的復(fù)頻域樣本值C(k)的計算方法為：其中：c(n)為本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)；n為計算過程中的數(shù)，取值范圍n＝1,2,…,N-1；j為虛數(shù)單位；k為導(dǎo)頻偽碼本地樣本的復(fù)頻域樣本的序號；摘取N個復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)，計算得到導(dǎo)航信號的幅頻樣本點(diǎn)D(g)；其中：D(n)為本地數(shù)據(jù)長碼樣本數(shù)據(jù)；n為計算過程中的數(shù)，取值范圍n＝1,2,…,N-1；j為虛數(shù)單位；g為導(dǎo)航信號的復(fù)頻域樣本點(diǎn)的序號；再對復(fù)頻域?qū)?dǎo)航信號的幅頻樣本點(diǎn)D(g)和導(dǎo)頻偽碼本地樣本的復(fù)頻域樣本值C(k)進(jìn)行計算，得到相關(guān)結(jié)果z(n)：搜索z(n)中最大值定義為序號P。步驟(七)、步驟(四)中確定的摘取長度中包含M個信息比特，生成2M-1種信息比特樣本bl(n)，其中n為正整數(shù)，N為正整數(shù)；n＝1、2、3……N；l為正整數(shù)，l＝1、2、3……2M-1；將2M-1種信息比特樣本bl(n)與采樣數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)支路信號的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼{y(n)n＝1,2,…,N}進(jìn)行擴(kuò)頻處理，得到2M-1種本地參考樣本將2M-1種信息比特樣本bl(n)與采樣數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)支路信號的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼{y(n)|n＝1,2,…,N}進(jìn)行擴(kuò)頻處理，計算本地參考樣本的方法為：步驟(八)、根據(jù)步驟(六)中的相關(guān)計算方法，分別對步驟(七)中生成的2M-1種本地參考樣本步驟(三)中生成的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號進(jìn)行相關(guān)計算；確定各次相關(guān)處理結(jié)果中的相關(guān)峰值，得到各相關(guān)峰值中最大值對應(yīng)的峰值點(diǎn)樣本序號D；計算各相關(guān)峰值中最大值對應(yīng)的峰值點(diǎn)樣本序號D的方法為：將公式(7)和公式(9)按公式(8)的方法進(jìn)行2M-1次相關(guān)計算，得到結(jié)果：搜索中最大值定義為序號D。步驟(九)、將步驟(六)中得到的樣本序號P和步驟(八)中得到的樣本序號D求差，根據(jù)采樣率計算得到數(shù)據(jù)碼滯后導(dǎo)頻的時延值Δt，即以導(dǎo)航信號中導(dǎo)頻支路信號為參考的，導(dǎo)頻支路信號和數(shù)據(jù)支路信號兩個長碼信號之間的相位一致性；在對多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性進(jìn)行標(biāo)定過程中，如果導(dǎo)航信號中包含多種數(shù)據(jù)長碼，重復(fù)步驟(一)至步驟(九)，計算各數(shù)據(jù)碼與導(dǎo)頻碼之間的相位一致性。數(shù)據(jù)碼滯后導(dǎo)頻的時延值Δt的計算方法為：Δt＝(D-P)/fs(10)。實(shí)施例：如圖6為多長碼復(fù)合導(dǎo)航信號相位一致性標(biāo)定方法原理圖，由圖可知，主要步驟如下：1、用高速A/D采樣器對器導(dǎo)航信號發(fā)生器輸出導(dǎo)航信號和秒脈沖信號進(jìn)行同步采樣，這里假定導(dǎo)航信號發(fā)生器生成的導(dǎo)航信號中心頻率為1575.42MHz，導(dǎo)航信號包括BOC(6,1,4/33)調(diào)制的導(dǎo)頻信號和BOC(1，1)調(diào)制的數(shù)據(jù)信號，導(dǎo)頻信號和數(shù)據(jù)信號的偽隨機(jī)碼均為長碼，偽隨機(jī)碼周期為1.5秒，導(dǎo)頻信號不調(diào)制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號上調(diào)制的導(dǎo)航信息比特率為4kbps，信號功率譜如圖2所示，數(shù)據(jù)采樣率為5Gsa/s。2、進(jìn)行秒脈沖信號進(jìn)行處理，讀取秒脈沖信號電平階越段的采樣數(shù)據(jù)秒脈沖序號電平階越段可以建模為yi＝b0+b1·i/fs+ξi，其中b0為采樣數(shù)據(jù)的初始電平，b1為電平變化率，ξi為隨機(jī)噪聲，fs為采樣頻率，用最小二乘法直線擬合計算b0和b1：計算秒脈沖估計值：根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)所規(guī)定秒脈沖電壓值判斷門限值和估計的秒脈沖值，確定秒脈沖電平階躍點(diǎn)的樣本點(diǎn)序號，如圖3所示。3、以秒脈沖信號電平階躍點(diǎn)序號為基準(zhǔn)點(diǎn)截取導(dǎo)航信號，對信號進(jìn)行希爾伯特變換和下變頻處理得到復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號；對假設(shè)采樣的導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)組表示為長度為Q，進(jìn)行希爾伯特變換：式中H()表示希爾伯特變換，復(fù)數(shù)數(shù)組根據(jù)導(dǎo)航信號中心頻率fc和采樣頻率fs，生成一組本地載波數(shù)據(jù)其中，各載波數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)為：對進(jìn)行下變頻，得到低頻信號數(shù)據(jù)：4、設(shè)定數(shù)據(jù)摘取長度定為1ms，采樣率為5Gsa/s，則在1ms之內(nèi)通過5Gsa/s的采用速率進(jìn)行采用，可以得到N＝5×106個樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)。確定待處理的復(fù)數(shù)域基帶導(dǎo)航信號樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)數(shù)目N后，為了對導(dǎo)航信號中的導(dǎo)頻支路長碼進(jìn)行相關(guān)處理，需要在此基礎(chǔ)上生成導(dǎo)頻偽隨機(jī)碼整周期起始的N個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)(導(dǎo)頻偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼已知)。5、摘取N個導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)與N個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理。首先本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換變換到復(fù)數(shù)域，然后進(jìn)行共軛處理，得到本地導(dǎo)頻長碼樣本的復(fù)頻域樣本值：式中{c(n)|n＝1,2,…,N}為本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù)。然后摘取的N個導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換，得到導(dǎo)航信號的幅頻樣本點(diǎn)：在復(fù)頻域進(jìn)行相乘后，進(jìn)行逆傅立葉變換，并求模的平方：得到的z(n)曲線如圖4所示，搜索z(n)中最大值對應(yīng)的序號P。6、根據(jù)摘取長度摘取本地數(shù)據(jù)長碼基帶樣本，即就是以5Gsa/s的采樣率生成數(shù)據(jù)偽隨機(jī)碼整周期起始的N＝5e6個個本地導(dǎo)頻長碼樣本數(shù)據(jù){y(n)|n＝1,2,…,N}；7、摘取長度內(nèi)導(dǎo)航信號中數(shù)據(jù)碼支路中包含的信息比特數(shù)目M，生成2M-1種可能的信息比特樣本，這里摘取的長度1ms，導(dǎo)航信息比特率為4kbps，因此摘取數(shù)據(jù)包含4個比特信息。4個比特的信息，存在24種可能的信息，由于相關(guān)處理中平方關(guān)系，4個信息電平完全相反的一對信息比特參加相關(guān)處理得到結(jié)果相同。因此，只需要進(jìn)行23種信息比特參加相關(guān)處理就滿足實(shí)際需要。取所信息比特有如下八種：序號信息比特取值111112111-1311-11411-1-151-11161-11-171-1-1181-1-1-1按采樣率生成2M-1＝8種可能的信息比特樣本：分別與摘取的本地數(shù)據(jù)長碼基帶樣本擴(kuò)頻處理。得到2M-1＝8個信息擴(kuò)頻處理后的本地參考樣本：各本地參考樣本分別摘取N個導(dǎo)航信號數(shù)據(jù)進(jìn)行(4)所描述的相關(guān)處理，得到8組相關(guān)值，確定各次相關(guān)處理的峰值，求各峰值中最大值及對應(yīng)的樣本點(diǎn)序號D，其中相關(guān)峰值最大的一組相關(guān)曲線如圖5所示。8、兩個樣本點(diǎn)序號D和P求差，根據(jù)采樣率計算得到，數(shù)據(jù)碼滯后導(dǎo)頻的時延值，該值就是導(dǎo)航信號導(dǎo)頻碼為參考的兩個長碼之間的相位一致性。Δt＝(D-P)/fs(11)9、如果導(dǎo)航信號中包含多種數(shù)據(jù)長碼，則采用相同處理方式，計算各數(shù)據(jù)碼與導(dǎo)頻碼之間的相位一致性。本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。當(dāng)前第1頁1 2 3