一種高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，衛(wèi)星導(dǎo)航定向接收機(jī)主要采用兩種方法進(jìn)行載波相位半周跳處理。
[0003]第一種是改變載波環(huán)路結(jié)構(gòu)，采用周期為360度的載波鑒相器，從而避免出現(xiàn)載波半周(180度)跳變。但是這種鑒相器載波跟蹤精度和穩(wěn)定性不高，實(shí)際中很少使用這種鑒相器；
[0004]第二種是在定向解算環(huán)節(jié)采用載波相位半周模糊度估計(jì)方法。但是這種方法檢測概率不高，容易發(fā)生檢測錯(cuò)誤，導(dǎo)致定向結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。實(shí)際中通常使用載波相位整周模糊度估計(jì)方法，估計(jì)精度遠(yuǎn)高于半周模糊度估計(jì)，只能檢測出載波相位的整周跳變，無法檢測出載波相位的半周跳變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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，提供一種高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置及方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置，其特征在于，包括:
[0007]主天線和從天線:用于接收空間輻射的衛(wèi)星信號(hào)；
[0008]主射頻通道:用于將主天線接收的衛(wèi)星信號(hào)從射頻變換到中頻；
[0009]從射頻通道:用于將從天線接收的衛(wèi)星信號(hào)從射頻變換到中頻；
[0010]主信號(hào)處理模塊:用于對主射頻通道輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、捕獲、跟蹤和數(shù)據(jù)解調(diào)，輸出載波相位觀測值；
[0011]從信號(hào)處理模塊:用于對從射頻通道輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、捕獲、跟蹤和數(shù)據(jù)解調(diào)，輸出載波相位觀測值；
[0012]信息處理模塊:用于對主信號(hào)處理模塊、從信號(hào)處理模塊輸出的載波相位觀測值進(jìn)行半周跳變檢測，然后對半周跳變檢測后的載波相位觀測值進(jìn)行載波相位整周模糊度估計(jì)和定向解算。
[0013]所述半周跳變檢測的具體實(shí)現(xiàn)過程包括:實(shí)時(shí)對比主信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位BI和從信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位B2;如果BI和B2相同，則直接將載波相位觀測值送到后續(xù)處理環(huán)節(jié)；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個(gè)加180°，另一個(gè)不變，然后送給后續(xù)處理環(huán)節(jié)。
[0014]本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置進(jìn)行高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測的方法，對比主信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位BI和從信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位B2;如果BI和B2相同，則直接用載波相位觀測值進(jìn)行載波整周模糊度估計(jì)和定向解算；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個(gè)加180°，另一個(gè)不變，然后進(jìn)行載波整周模糊度估計(jì)和定向解算。
[0015]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)明操作簡單、檢測精度高，在不影響載波相位測量精度的前提下大大提高了半周跳變檢測精度，有效提高了衛(wèi)星導(dǎo)航定向接收機(jī)定向可用性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明首先通過信息處理模塊配置主、從兩個(gè)信號(hào)處理模塊接收相同衛(wèi)星的信號(hào)。同一顆衛(wèi)星的信號(hào)分別通過主、從天線進(jìn)入主、從射頻通道，再分別進(jìn)入主、從信號(hào)處理模塊。主、從信號(hào)處理模塊分別對兩路信號(hào)進(jìn)行捕獲、跟蹤、數(shù)據(jù)解調(diào)，然后將載波相位觀測值同時(shí)輸入到信息處理模塊中。信息處理模塊根據(jù)主、從通道的載波相位觀測值進(jìn)行載波整周模糊度估計(jì)和定向解算，得到最終的定向結(jié)果。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明各模塊的功能如下:
[0019]主、從天線:接收空間輻射的衛(wèi)星信號(hào)；
[0020]主、從射頻通道:將信號(hào)從射頻變換到中頻；
[0021]主、從信號(hào)處理模塊:對中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、捕獲、跟蹤和數(shù)據(jù)解調(diào)，輸出載波相位觀測值；
[0022]信息處理模塊:利用主從信號(hào)處理模塊輸出的載波相位觀測值進(jìn)行載波相位整周模糊度估計(jì)和定向解算。
[0023]本發(fā)明提出的載波相位半周跳變檢測方法需要在主、從信號(hào)處理模塊和信息處理模塊中增加相關(guān)處理功能。其原理為:
[0024]主信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出當(dāng)前的電文數(shù)據(jù)位BI，從信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出當(dāng)前的電文數(shù)據(jù)位B2。由于主、從通道接收相同的衛(wèi)星信號(hào)，那么同時(shí)輸出的BI和B2就對應(yīng)了同一個(gè)衛(wèi)星的相同數(shù)據(jù)位，兩者應(yīng)該同時(shí)為I或同時(shí)為O。信息處理模塊在進(jìn)行整周模糊度估計(jì)和定向解算前增加一個(gè)半周跳變檢測功能，實(shí)時(shí)對比BI和B2的值。如果BI和B2同時(shí)為I或同時(shí)為0，則表明主、從通道載波相位都沒有發(fā)生半周跳變或同時(shí)發(fā)生了半周跳變，此時(shí)可直接將載波相位觀測值送到后續(xù)處理環(huán)節(jié)，因?yàn)橹鳌耐ǖ劳瑫r(shí)發(fā)生半周跳變時(shí)，在定向解算中可以通過雙差的方法消除掉，不會(huì)影響定向解算；如果BI和B2—個(gè)為I一個(gè)為0，則說明主、從通道其中之一發(fā)生了半周跳變，但無法確定哪個(gè)通道載波相位觀測值跳變了，此時(shí)只需在其中一個(gè)通道的載波相位觀測值上加180度，另一個(gè)通道載波相位觀測值不變，然后送給后續(xù)處理環(huán)節(jié)。這樣就使得兩個(gè)通道的載波相位觀測值均無半周跳變或一個(gè)通道沒有跳變而另一個(gè)通道跳變了一個(gè)整周360度。因?yàn)樵诤罄m(xù)的載波相位整周模糊度估計(jì)環(huán)節(jié)可以較為容易的檢測并修復(fù)載波相位的整周跳變，所以上述操作后信息處理模塊可以容易的解算出定向結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置，其特征在于，包括: 主天線和從天線:用于接收空間輻射的衛(wèi)星信號(hào)； 主射頻通道:用于將主天線接收的衛(wèi)星信號(hào)從射頻變換到中頻； 從射頻通道:用于將從天線接收的衛(wèi)星信號(hào)從射頻變換到中頻； 主信號(hào)處理模塊:用于對主射頻通道輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、捕獲、跟蹤和數(shù)據(jù)解調(diào)，輸出載波相位觀測值； 從信號(hào)處理模塊:用于對從射頻通道輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、捕獲、跟蹤和數(shù)據(jù)解調(diào)，輸出載波相位觀測值； 信息處理模塊:用于對主信號(hào)處理模塊、從信號(hào)處理模塊輸出的載波相位觀測值進(jìn)行半周跳變檢測，然后對半周跳變檢測后的載波相位觀測值進(jìn)行載波相位整周模糊度估計(jì)和定向解算。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置，其特征在于，所述半周跳變檢測的具體實(shí)現(xiàn)過程包括:實(shí)時(shí)對比主信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位BI和從信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位B2;如果BI和B2相同，則直接將載波相位觀測值送到后續(xù)處理環(huán)節(jié)；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個(gè)加180°，另一個(gè)不變，然后送給后續(xù)處理環(huán)節(jié)。3.—種利用權(quán)利要求1或2所述裝置進(jìn)行高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測的方法，其特征在于，對比主信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位BI和從信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)輸出的當(dāng)前電文數(shù)據(jù)位B2;如果BI和B2相同，則直接用載波相位觀測值進(jìn)行載波整周模糊度估計(jì)和定向解算；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個(gè)加180°，另一個(gè)不變，然后進(jìn)行載波整周模糊度估計(jì)和定向解算。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度定向接收機(jī)載波半周跳變檢測裝置及方法，通過信息處理模塊配置主、從兩個(gè)信號(hào)處理模塊接收相同衛(wèi)星的信號(hào)。同一顆衛(wèi)星的信號(hào)分別通過主、從天線進(jìn)入主、從射頻通道，再分別進(jìn)入主、從信號(hào)處理模塊。主、從信號(hào)處理模塊分別對兩路信號(hào)進(jìn)行捕獲、跟蹤、數(shù)據(jù)解調(diào)，然后將載波相位觀測值同時(shí)輸入到信息處理模塊中。信息處理模塊根據(jù)主、從通道的載波相位觀測值進(jìn)行載波整周模糊度估計(jì)和定向解算，得到最終的定向結(jié)果。本發(fā)明操作簡單、檢測精度高，在不影響載波相位測量精度的前提下大大提高了半周跳變檢測精度，有效提高了衛(wèi)星導(dǎo)航定向接收機(jī)定向可用性。
【IPC分類】G01S19/23
【公開號(hào)】CN105607084
【申請?zhí)枴緾N201510570809
【發(fā)明人】向?yàn)? 朱增賢, 張華 , 鄭彬, 彭果, 易文鑫, 王帥, 楊麗莎
【申請人】湖南北云科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年9月9日