一種信號跟蹤方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號跟蹤領(lǐng)域，特別是涉及一種信號跟蹤方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于二進制偏移載波(BOC，Binary-Off set-Carrier)調(diào)制信號在性能上較二相相 移鍵控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)調(diào)制信號有很多優(yōu)點，例如:B0C信號的相關(guān)峰 (自相關(guān)函數(shù)的主峰)更窄，具有更高的跟蹤精度;可以通過調(diào)整子載波與擴頻碼的速率實 現(xiàn)同頻點信號的頻譜分離，具有更好的抗噪聲、抗干擾、抗多徑衰落能力和良好的兼容性 等。因此BOC調(diào)制信號被廣泛應(yīng)用于新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航信號中，包括GPS L1、GPS L2、 GALILEO El、GALILE0 E5以及現(xiàn)代化的GLONASS信號的調(diào)制中。然而，BOC調(diào)制信號的自相關(guān) 函數(shù)具有多峰特性，這使得接收機在跟蹤過程中很容易鎖在錯誤的峰值上（自相關(guān)函數(shù)的 副峰），尤其是在信噪比較低的環(huán)境下這種現(xiàn)象更為普遍，這將嚴(yán)重影響到接收機的定位精 度，即造成模糊跟蹤或歧異跟蹤。
[0003] 目前，一般通過類BPSK法和VEVL(Very-early Very-late)跳峰法消除BOC調(diào)制信 號自相關(guān)函數(shù)的副峰，以使接收機在跟蹤過程中鎖定在BOC調(diào)制信號自相關(guān)函數(shù)的主峰上， 從而提尚跟蹤精度。
[0004] 其中，類BPSK法利用BOC信號的頻譜類似于2個BPSK信號平移后疊加的情況，且具 有雙邊帶對稱的特點，只處理BOC信號的一個邊帶，從而去除子載波的影響，再與本地擴頻 碼的主峰進行相關(guān)，但是，這種方法在實現(xiàn)時需要2個復(fù)數(shù)濾波器，在硬件上耗費資源比較 大，實現(xiàn)困難，收斂區(qū)間的線性度不好，且會導(dǎo)致信噪比惡化。VEVL(Very-early Very-Iate)跳峰法，通過遠(yuǎn)超前(Very-early)和遠(yuǎn)滯后(Very-late)兩個相關(guān)器保證本地擴頻碼 與自相關(guān)函數(shù)的主峰而非副峰對準(zhǔn)，如果遠(yuǎn)超前和遠(yuǎn)滯后本地擴頻碼產(chǎn)生的輸出值大于另 一個超前或滯后碼產(chǎn)生的輸出值，就說明跟蹤環(huán)路鎖在了副峰上，這時對本地擴頻碼的相 位做相應(yīng)的跳躍式調(diào)整，調(diào)到具有最大值的峰，重復(fù)該過程直到跳到主峰，但是，這種方法 使得信號跟蹤模塊對相關(guān)器的控制變得復(fù)雜，且副峰的消除不完全。
[0005] 可見，現(xiàn)有的消除BOC調(diào)制信號自相關(guān)函數(shù)的副峰的方法較為繁瑣、復(fù)雜，且消除 不完全，仍然難以實現(xiàn)精確跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種信號跟蹤方法及裝置，可以準(zhǔn)確辨別中頻信號 的穩(wěn)定點，使跟蹤環(huán)能夠鎖定在正確的峰值上，實現(xiàn)BOC信號的精確跟蹤，降低信號跟蹤的 復(fù)雜度。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例公開了一種信號跟蹤方法，包括如下步驟：
[0008] 根據(jù)接收到的中頻信號與本地載波，獲得同相路信號及正交路信號；
[0009] 將本地擴頻碼進行移位處理獲得第一數(shù)量的提前路本地擴頻碼、第二數(shù)量的滯后 路本地擴頻碼和即時路本地擴頻碼;其中，所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量均為大于或者等 于1的整數(shù)，且所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量相等；
[0010] 對所述同相路信號和所述第一數(shù)量的提前路本地擴頻碼分別進行相關(guān)運算，獲得 第一數(shù)量的第一同相路相關(guān)結(jié)果;對所述同相路信號和所述第二數(shù)量的滯后路本地擴頻碼 分別進行相關(guān)運算，獲得第二數(shù)量的第二同相路相關(guān)結(jié)果;對所述同相路信號和所述即時 路本地擴頻碼進行相關(guān)運算，獲得第三同相路相關(guān)結(jié)果；
[0011] 對所述正交路信號和所述第一數(shù)量的提前路本地擴頻碼分別進行相關(guān)運算，獲得 第一數(shù)量的第一正交路相關(guān)結(jié)果;對所述正交路信號和所述第二數(shù)量的滯后路本地擴頻碼 分別進行相關(guān)運算，獲得第二數(shù)量的第二正交路相關(guān)結(jié)果;對所述正交路信號和所述即時 路本地擴頻碼進行相關(guān)運算，獲得第三正交路相關(guān)結(jié)果；
[0012] 根據(jù)所述第三同相路相關(guān)結(jié)果和所述第三正交路相關(guān)結(jié)果，獲得關(guān)于所述本地載 波與所述中頻信號的載波的頻率或相位誤差的第一鑒別結(jié)果；
[0013] 根據(jù)所述第一數(shù)量的第一同相路相關(guān)結(jié)果、所述第二數(shù)量的第二同相路相關(guān)結(jié) 果、所述第一數(shù)量的第一正交路相關(guān)結(jié)果和所述第二數(shù)量的第二正交路相關(guān)結(jié)果，及預(yù)設(shè) 的相位誤差鑒別模型，獲得關(guān)于所述本地擴頻碼與所述中頻信號的擴頻碼的相位誤差的第 二鑒別結(jié)果;其中，利用所述相位誤差鑒別模型獲得的關(guān)于第二鑒別結(jié)果的誤差曲線只有 一個過零點；
[0014] 判斷所述第一鑒別結(jié)果和所述第二鑒別結(jié)果是否均為零，如果是，確定所述信號 跟蹤成功；
[0015] 否則，當(dāng)所述第一鑒別結(jié)果不為零時，根據(jù)所述第一鑒別結(jié)果調(diào)整所述本地載波 的頻率或相位，當(dāng)所述第二鑒別結(jié)果不為零時，根據(jù)所述第二鑒別結(jié)果調(diào)整所述本地擴頻 碼的相位，并返回執(zhí)行所述根據(jù)接收到的中頻信號與本地載波，獲得同相路信號及正交路 信號的步驟。
[0016] 優(yōu)選的，所述相位誤差鑒別模型為：
[0017]
，其中，τ為擴頻碼的實際碼元；
[0018] N等于所述第一數(shù)量或所述第二數(shù)量；
[0019] R1-E(T)為第i個提前路對應(yīng)的所述第一同相路相關(guān)結(jié)果的平方與第i個提前路對 應(yīng)的所述第一正交路相關(guān)結(jié)果的平方的和的平方根，R 1-L(T)為第i個滯后路對應(yīng)的所述第 二同相路相關(guān)結(jié)果的平方與第i個滯后路對應(yīng)的所述第二正交路相關(guān)結(jié)果的平方的和的平 方根，i = l，2,3，"_，N;
[0020] η為指數(shù)，當(dāng)對所述中頻信號的功率譜進行跟蹤時，n = 2;當(dāng)對所述中頻信號的幅 值進行跟蹤時，η = 1;
[0021] Qi 為權(quán)值，€1 = 00-1，
[0022] 上式中，β為任意實f ，其中，
[0023]
[0024] m個滯后路中與即時路 的碼元間隔最大的碼元間隔
[0025] 優(yōu)選的，在將本地擴頻碼進行移位處理獲得第一數(shù)量的提前路本地擴頻碼、第二 數(shù)量的滯后路本地擴頻碼和即時路本地擴頻碼前，所述方法還包括：
[0026] 判斷接收到的所述中頻信號的類型；
[0027]如果所述中頻信號為二相相移鍵控BPSK信號，確定所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量 均等于1;如果所述中頻信號為二進制偏移載波BOC信號，確定所述第一數(shù)量和所述第二數(shù) 量均大于1。
[0028]優(yōu)選的，當(dāng)所述中頻信號為BPSK信號時，所述獲得關(guān)于所述本地擴頻碼與所述中 頻信號的擴頻碼的相位誤差的第二鑒別結(jié)果包括:利用早遲門E-L鑒別器獲得關(guān)于所述本 地擴頻碼與所述中頻信號的擴頻碼的相位誤差的第二鑒別結(jié)果；
[0029] 當(dāng)所述中頻信號為BOC信號時，所述獲得關(guān)于所述本地擴頻碼與所述中頻信號的 擴頻碼的相位誤差的第二鑒別結(jié)果包括:利用2N鑒別器獲得關(guān)于所述本地擴頻碼與所述中 頻信號的擴頻碼的相位誤差的第二鑒別結(jié)果。
[0030] 優(yōu)選的，所述根據(jù)接收到的中頻信號與本地載波，獲得同相路信號及正交路信號 包括：
[0031] 根據(jù)接收到的中頻信號與本地載波，獲得同相路信號；
[0032] 根據(jù)接收到的中頻信號與相移V2的本地載波，獲得正交路信號。
[0033] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例還公開了一種信號跟蹤裝置，所述裝置包括:載波 相關(guān)模塊、擴頻碼移位處理模塊、第一擴頻碼相關(guān)模塊、第二擴頻碼相關(guān)模塊、第一鑒別模 塊、第二鑒別模塊、第一判斷模塊和調(diào)整模塊，
[0034] 所述載波相關(guān)模塊，用于根據(jù)接收到的中頻信號與本地載波，獲得同相路信號及 正交路信號；
[0035]所述擴頻碼移位處理模塊，用于將本地擴頻碼進行移位處理獲得第一數(shù)量的提前 路本地擴頻碼、第二數(shù)量的滯后路本地擴頻碼和即時路本地擴頻碼;其中，所述第一數(shù)量和 所述第二數(shù)量均為大于或者等于1的整數(shù)，且所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量相等；
[0036] 所述第一擴頻碼相關(guān)模塊，用于對所述同相路信號和所述第一數(shù)量的提前路本地 擴頻碼分別進行相關(guān)運算，獲得第一數(shù)量的第一同相路相關(guān)結(jié)果;對所述同相路信號和所 述第二數(shù)量的滯后路本地擴頻碼分別進行相關(guān)運算，獲得第二數(shù)量的第二同相路相關(guān)結(jié) 果;對所述同相路信號和所述即時路本地擴頻碼進行相關(guān)運算，獲得第三同相路相關(guān)結(jié)果；
[0037] 所述第二擴頻碼相關(guān)模塊，用于對所述正交路信號和所述第一數(shù)量的提前路本地 擴頻碼分別進行相關(guān)運算，獲得第一數(shù)量的第一正交路相關(guān)結(jié)果;對所述正交路信號和所 述第二數(shù)量的滯后路本地擴頻碼分別進行相關(guān)運算，獲得第二數(shù)量的第二正交路相關(guān)結(jié) 果;對所述正交路信號和所述即時路本地擴頻碼進行相關(guān)運算，獲得第三正交路相關(guān)結(jié)果；
[0038]所述第一鑒別模塊，用于根據(jù)所述第三同相路相關(guān)結(jié)果和所述第三正交路相關(guān)結(jié) 果，獲得關(guān)于所述本地載波與所述中頻信號的載波的頻率或相位誤差的第一鑒別結(jié)果； [0039]所述第二鑒別模塊，用于根據(jù)所述第一數(shù)量的第一同相路相關(guān)結(jié)果、所述第二數(shù) 量的第二同相路相關(guān)結(jié)果、所述第一數(shù)量的第一正交路相關(guān)結(jié)果和所述第二數(shù)量的第二正 交路相關(guān)結(jié)果，及預(yù)設(shè)的相位誤差鑒別模型，獲得關(guān)于所述本地擴頻碼與所述中頻信號的 擴頻碼的相位誤差的第二鑒別結(jié)果;其中，利用所述相位誤差鑒別模型獲得的關(guān)于第二鑒 別結(jié)果的誤差曲線只有一個過零點；
[0040]所述第一判斷模塊，用于判斷所述第一鑒別模塊獲得的第一鑒別結(jié)果和所述第二 鑒別模塊獲得的第二鑒別結(jié)果是否均為零，如果是，確定所述信號跟蹤成功；
[0041 ]所述調(diào)整模塊，用于在所述第一判斷模塊獲得的判斷結(jié)果為否時，當(dāng)所述第一鑒 別結(jié)果不為零時，根據(jù)所述第一鑒別結(jié)果調(diào)整所述本地載波的頻率或相位，當(dāng)所述第二鑒 別結(jié)果不為零時，根據(jù)所述第二鑒別結(jié)果調(diào)整所述本地擴頻碼的相位，并觸發(fā)所述載波相 關(guān)模塊。
[0042]優(yōu)選的，所述第二鑒別模塊，具體用于根據(jù)所述相位誤差鑒別模型：
獲得關(guān)于所述本地擴頻碼與所述中頻信號的擴 頻碼的相位誤差的第二鑒別結(jié)果，其中，τ為擴頻碼的實際碼元；
[0043] N等于所述第一數(shù)量或所述第二數(shù)量；
[0044] R1-E(T)為第i個提前路對應(yīng)的所述第一同相路相關(guān)結(jié)果的平方與第i個提前路對 應(yīng)的所述第一正交路相關(guān)結(jié)果的平方的和的平方根，R 1-L(T)為第i個滯后路對應(yīng)的所述第 二同相路相關(guān)結(jié)果的平方與第i個滯后路對應(yīng)的所述第二正交路相關(guān)結(jié)果的平方的和的平 方根，i = l，2,3，"_，N;
[0045] η為指數(shù)，當(dāng)對所述中頻信號的功率譜進行跟蹤時，n = 2;當(dāng)對所述中頻信號的幅 值進行跟蹤時，η = 1;
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