一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航系統(tǒng)，尤其是涉及一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，實現(xiàn)導航衛(wèi)星信號質(zhì)量的實時監(jiān)測。
【背景技術(shù)】
[0002]由于對導航信號質(zhì)量的監(jiān)測涉及到的信號處理比較復(fù)雜，計算量較大，目前衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術(shù)中，信號質(zhì)量監(jiān)測的功能都是采用的后處理方式，即先存儲一段時間的數(shù)據(jù)，然后采用軟件，對存儲的數(shù)據(jù)進行后處理。后處理方式處理速度很慢，能夠監(jiān)測的導航信號的時間段較短，不能夠?qū)Ш叫盘栙|(zhì)量進行全程監(jiān)測，不具有實時處理能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)Ш叫盘栙|(zhì)量進行實時監(jiān)測的方法。本方法能夠?qū)Ш叫盘栠M行實時采集、存儲、預(yù)處理和信號質(zhì)量監(jiān)測，還可以將存儲的數(shù)據(jù)回放到信號處理板卡中，對導航信號進行重復(fù)監(jiān)測。本方法可以提高導航信號質(zhì)量監(jiān)測的實時性，實現(xiàn)對導航信號質(zhì)量的全程監(jiān)測，彌補現(xiàn)有導航信號質(zhì)量監(jiān)測方法的不足。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:采用高增益天線接收衛(wèi)星信號，利用信號處理板卡對信號進行采樣量化，將采樣量化后的信號分為相同的兩路，一路存儲在磁盤陣列中，另一路進行實時預(yù)處理。存儲的信號根據(jù)用戶需求回放到信號處理板卡中，進行重復(fù)監(jiān)測。經(jīng)過預(yù)處理的信號通過高速傳輸鏈路傳輸?shù)叫盘栙|(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，信號質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備采用信號處理技術(shù)，對衛(wèi)星信號質(zhì)量進行實時監(jiān)測。
[0005]—種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0006](I)高增益天線接收導航衛(wèi)星信號，并將導航衛(wèi)星信號傳輸?shù)叫盘柼幚戆蹇ǎ?br>[0007](2)信號處理板卡對導航衛(wèi)星信號進行采樣量化后分為相同的兩路信號；
[0008](3)信號處理板卡將一路采樣量化后的信號進行實時預(yù)處理，經(jīng)過預(yù)處理后的信號通過光纖傳輸?shù)叫盘栙|(zhì)量監(jiān)測計算機，轉(zhuǎn)入步驟(4);信號處理板卡將另一路采樣量化后的信號進行存儲，結(jié)束本流程；
[0009](4)信號質(zhì)量監(jiān)測計算機根據(jù)預(yù)處理后的信號對導航衛(wèi)星信號的質(zhì)量進行實時監(jiān)測分析。
[0010]其中，步驟(3)所述的存儲具體為:將采樣量化后的信號通過PCIE總線存儲到磁盤陣列中。
[0011]其中，步驟(3)中信號處理板卡將另一路采樣量化后的信號進行存儲后，還包括:根據(jù)用戶需求判斷是否需要對衛(wèi)星導航信號的質(zhì)量進行重復(fù)監(jiān)測，若需要，則將存儲的數(shù)據(jù)回放到信號處理板卡并進行預(yù)處理；否則，不進行處理。
[0012]其中，步驟(3)所述的預(yù)處理具體包括步驟:
[0013](301)信號處理板卡產(chǎn)生偽碼和載波，利用偽碼的相關(guān)特性，對導航衛(wèi)星信號的載波多普勒頻移進行估計；
[0014](302)根據(jù)載波多普勒頻移與偽碼多普勒頻移之間的關(guān)系，估計得到偽碼多普勒頻移；
[0015](303)對導航衛(wèi)星信號的載波多普勒頻移和偽碼多普勒頻移進行剝離；
[0016]完成信號的預(yù)處理。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0018](I)解決了導航信號質(zhì)量監(jiān)測不能實時監(jiān)測，監(jiān)測時間短，不能全程監(jiān)測的問題，實現(xiàn)了導航信號質(zhì)量的實時全程監(jiān)測；
[0019](2)通過PCIE總線和磁盤陣列，解決了高速采樣的數(shù)據(jù)存儲問題。
[0020](3)開發(fā)了導航信號回放方法，通過將存儲的導航信號回放到信號處理板卡，實現(xiàn)導航信號質(zhì)量的復(fù)現(xiàn)和重復(fù)監(jiān)測。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的導航衛(wèi)星信號高速采集與存儲的流程圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的導航衛(wèi)星信號實時預(yù)處理的流程圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的導航衛(wèi)星信號回放的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
[0025]一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測的方法，該方法利用高增益天線接收導航衛(wèi)星信號，通過信號處理板卡對信號進行采集，存儲，預(yù)處理，最終完成導航信號質(zhì)量的實時監(jiān)測，并對存儲的導航數(shù)據(jù)進行回放，實現(xiàn)導航信號的復(fù)現(xiàn)和重復(fù)監(jiān)測。具體包括以下步驟:
[0026](I)采用高增益天線接收導航衛(wèi)星信號，并將導航衛(wèi)星信號傳輸?shù)叫盘柼幚戆蹇?
[0027]高增益天線提供高增益，提高導航信號的信噪比水平，保證信號質(zhì)量監(jiān)測功能可以實現(xiàn)。參照圖1所示。
[0028](2)用信號處理板卡對導航衛(wèi)星信號進行采樣量化后分為相同的兩路信號；
[0029]利用信號處理板卡對信號進行采樣量化，將量化后的信號分成相同的兩路，其中一路通過PCIE總線傳輸?shù)酱疟P陣列中進行存儲；另一路采用信號處理板卡對信號進行預(yù)處理。參照圖1所示。
[0030](3)將一路采樣量化后的信號進行存儲；將另一路采樣量化后的信號在信號處理板卡進行實時預(yù)處理，經(jīng)過預(yù)處理后的信號通過光纖傳輸?shù)叫盘栙|(zhì)量監(jiān)測計算機；
[0031]存儲在磁盤陣列中的信號，根據(jù)用戶需求判斷是否需要對衛(wèi)星導航信號的質(zhì)量進行重復(fù)監(jiān)測，若需要，則通過控制軟件，將存儲信號從磁盤陣列中讀出，通過PCIE總線傳輸?shù)叫盘柼幚戆蹇ㄖ校M行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的信號傳輸?shù)叫盘栙|(zhì)量監(jiān)測計算機中，進行信號質(zhì)量監(jiān)測。存儲數(shù)據(jù)的回放過程參考圖3所示。
[0032]采樣量化后的另一路信號，在信號處理板卡中，進行實時預(yù)處理，并將預(yù)處理后的信號傳輸?shù)叫盘栙|(zhì)量監(jiān)測計算機中，進行信號質(zhì)量監(jiān)測。
[0033]其中信號預(yù)處理主要是剝離由于衛(wèi)星和地面的相對運動產(chǎn)生的多普勒頻移。首先產(chǎn)生本地偽碼和本地載波，然后利用導航衛(wèi)星信號的偽碼的相關(guān)特性，對導航衛(wèi)星信號的載波多普勒頻移進行估計，根據(jù)載波多普勒與偽碼多普勒頻移之間的關(guān)系，估計得到偽碼多普勒頻移，然后對導航信號的載波多普勒和偽碼多普勒進行剝離，完成信號的預(yù)處理。信號預(yù)處理過程參考圖2所示。
[0034](4)信號質(zhì)量監(jiān)測計算機根據(jù)預(yù)處理后的信號對導航衛(wèi)星信號的質(zhì)量進行實時監(jiān)測分析。
[0035]導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測主要包括對導航信號的功率譜、時域波形、調(diào)制性能、相關(guān)性能的監(jiān)測。
【主權(quán)項】
1.一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，其特征在于包括以下步驟: (1)高增益天線接收導航衛(wèi)星信號，并將導航衛(wèi)星信號傳輸?shù)叫盘柼幚戆蹇ǎ? (2)信號處理板卡對導航衛(wèi)星信號進行采樣量化后分為相同的兩路信號； (3)信號處理板卡將一路采樣量化后的信號進行實時預(yù)處理，經(jīng)過預(yù)處理后的信號通過光纖傳輸?shù)叫盘栙|(zhì)量監(jiān)測計算機，轉(zhuǎn)入步驟(4);信號處理板卡將另一路采樣量化后的信號進行存儲，結(jié)束本流程； (4)信號質(zhì)量監(jiān)測計算機根據(jù)預(yù)處理后的信號對導航衛(wèi)星信號的質(zhì)量進行實時監(jiān)測分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，其特征在于:步驟(3)所述的存儲具體為:將采樣量化后的信號通過PCIE總線存儲到磁盤陣列中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，其特征在于:步驟(3)中信號處理板卡將另一路采樣量化后的信號進行存儲后，還包括:根據(jù)用戶需求判斷是否需要對衛(wèi)星導航信號的質(zhì)量進行重復(fù)監(jiān)測，若需要，則將存儲的數(shù)據(jù)回放到信號處理板卡并進行預(yù)處理；否則，不進行處理。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，其特征在于:所述的預(yù)處理具體包括步驟: (301)信號處理板卡產(chǎn)生偽碼和載波，利用偽碼的相關(guān)特性，對導航衛(wèi)星信號的載波多普勒頻移進行估計； (302)根據(jù)載波多普勒頻移與偽碼多普勒頻移之間的關(guān)系，估計得到偽碼多普勒頻移； (303)對導航衛(wèi)星信號的載波多普勒頻移和偽碼多普勒頻移進行剝離； 完成信號的預(yù)處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實時導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，它通過高增益天線接收導航衛(wèi)星信號，基于實時采集存儲處理平臺和高速數(shù)據(jù)鏈路，采用信號處理技術(shù)，提出一種實時的導航衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測方法，首次實現(xiàn)了對導航信號質(zhì)量的實時監(jiān)測，對導航系統(tǒng)的建設(shè)具有重要意義。
【IPC分類】G01S19/23
【公開號】CN105005055
【申請?zhí)枴緾N201510484031
【發(fā)明人】羅顯志, 解劍, 蔚保國, 王縛鵬, 王垚, 劉亮
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月10日