一種實時導航衛星信號質量監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及衛星導航系統，尤其是涉及一種實時導航衛星信號質量監測方法，實現導航衛星信號質量的實時監測。
【背景技術】
[0002]由于對導航信號質量的監測涉及到的信號處理比較復雜，計算量較大，目前衛星導航系統技術中，信號質量監測的功能都是采用的后處理方式，即先存儲一段時間的數據，然后采用軟件，對存儲的數據進行后處理。后處理方式處理速度很慢，能夠監測的導航信號的時間段較短，不能夠對導航信號質量進行全程監測，不具有實時處理能力。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種能夠對導航信號質量進行實時監測的方法。本方法能夠對導航信號進行實時采集、存儲、預處理和信號質量監測，還可以將存儲的數據回放到信號處理板卡中，對導航信號進行重復監測。本方法可以提高導航信號質量監測的實時性，實現對導航信號質量的全程監測，彌補現有導航信號質量監測方法的不足。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:采用高增益天線接收衛星信號，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，另一路進行實時預處理。存儲的信號根據用戶需求回放到信號處理板卡中，進行重復監測。經過預處理的信號通過高速傳輸鏈路傳輸到信號質量監測設備，信號質量監測設備采用信號處理技術，對衛星信號質量進行實時監測。
[0005]—種實時導航衛星信號質量監測方法，包括以下步驟:
[0006](I)高增益天線接收導航衛星信號，并將導航衛星信號傳輸到信號處理板卡；
[0007](2)信號處理板卡對導航衛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處理，經過預處理后的信號通過光纖傳輸到信號質量監測計算機，轉入步驟(4);信號處理板卡將另一路采樣量化后的信號進行存儲，結束本流程；
[0009](4)信號質量監測計算機根據預處理后的信號對導航衛星信號的質量進行實時監測分析。
[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:根據用戶需求判斷是否需要對衛星導航信號的質量進行重復監測，若需要，則將存儲的數據回放到信號處理板卡并進行預處理；否則，不進行處理。
[0012]其中，步驟(3)所述的預處理具體包括步驟:
[0013](301)信號處理板卡產生偽碼和載波，利用偽碼的相關特性，對導航衛星信號的載波多普勒頻移進行估計；
[0014](302)根據載波多普勒頻移與偽碼多普勒頻移之間的關系，估計得到偽碼多普勒頻移；
[0015](303)對導航衛星信號的載波多普勒頻移和偽碼多普勒頻移進行剝離；
[0016]完成信號的預處理。
[0017]本發明與現有技術相比的有益效果為:
[0018](I)解決了導航信號質量監測不能實時監測，監測時間短，不能全程監測的問題，實現了導航信號質量的實時全程監測；
[0019](2)通過PCIE總線和磁盤陣列，解決了高速采樣的數據存儲問題。
[0020](3)開發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，實現導航信號質量的復現和重復監測。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的導航衛星信號高速采集與存儲的流程圖；
[0022]圖2是本發明的導航衛星信號實時預處理的流程圖；
[0023]圖3是本發明的導航衛星信號回放的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本發明做進一步的說明。
[0025]一種實時導航衛星信號質量監測的方法，該方法利用高增益天線接收導航衛星信號，通過信號處理板卡對信號進行采集，存儲，預處理，最終完成導航信號質量的實時監測，并對存儲的導航數據進行回放，實現導航信號的復現和重復監測。具體包括以下步驟:
[0026](I)采用高增益天線接收導航衛星信號，并將導航衛星信號傳輸到信號處理板卡;
[0027]高增益天線提供高增益，提高導航信號的信噪比水平，保證信號質量監測功能可以實現。參照圖1所示。
[0028](2)用信號處理板卡對導航衛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總線傳輸到磁盤陣列中進行存儲；另一路采用信號處理板卡對信號進行預處理。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處理，經過預處理后的信號通過光纖傳輸到信號質量監測計算機；
[0031]存儲在磁盤陣列中的信號，根據用戶需求判斷是否需要對衛星導航信號的質量進行重復監測，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總線傳輸到信號處理板卡中，進行預處理，并將預處理后的信號傳輸到信號質量監測計算機中，進行信號質量監測。存儲數據的回放過程參考圖3所示。
[0032]采樣量化后的另一路信號，在信號處理板卡中，進行實時預處理，并將預處理后的信號傳輸到信號質量監測計算機中，進行信號質量監測。
[0033]其中信號預處理主要是剝離由于衛星和地面的相對運動產生的多普勒頻移。首先產生本地偽碼和本地載波，然后利用導航衛星信號的偽碼的相關特性，對導航衛星信號的載波多普勒頻移進行估計，根據載波多普勒與偽碼多普勒頻移之間的關系，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，完成信號的預處理。信號預處理過程參考圖2所示。
[0034](4)信號質量監測計算機根據預處理后的信號對導航衛星信號的質量進行實時監測分析。
[0035]導航衛星信號質量監測主要包括對導航信號的功率譜、時域波形、調制性能、相關性能的監測。
【主權項】
1.一種實時導航衛星信號質量監測方法，其特征在于包括以下步驟: (1)高增益天線接收導航衛星信號，并將導航衛星信號傳輸到信號處理板卡； (2)信號處理板卡對導航衛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處理，經過預處理后的信號通過光纖傳輸到信號質量監測計算機，轉入步驟(4);信號處理板卡將另一路采樣量化后的信號進行存儲，結束本流程； (4)信號質量監測計算機根據預處理后的信號對導航衛星信號的質量進行實時監測分析。2.根據權利要求1所述的一種實時導航衛星信號質量監測方法，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.根據權利要求1所述的一種實時導航衛星信號質量監測方法，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:根據用戶需求判斷是否需要對衛星導航信號的質量進行重復監測，若需要，則將存儲的數據回放到信號處理板卡并進行預處理；否則，不進行處理。4.根據權利要求1或3所述的一種實時導航衛星信號質量監測方法，其特征在于:所述的預處理具體包括步驟: (301)信號處理板卡產生偽碼和載波，利用偽碼的相關特性，對導航衛星信號的載波多普勒頻移進行估計； (302)根據載波多普勒頻移與偽碼多普勒頻移之間的關系，估計得到偽碼多普勒頻移； (303)對導航衛星信號的載波多普勒頻移和偽碼多普勒頻移進行剝離； 完成信號的預處理。
【專利摘要】本發明公開了一種實時導航衛星信號質量監測方法，它通過高增益天線接收導航衛星信號，基于實時采集存儲處理平臺和高速數據鏈路，采用信號處理技術，提出一種實時的導航衛星信號質量監測方法，首次實現了對導航信號質量的實時監測，對導航系統的建設具有重要意義。
【IPC分類】G01S19/23
【公開號】CN105005055
【申請號】CN201510484031
【發明人】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