一種高精度定向接收機載波半周跳變檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種高精度定向接收機載波半周跳變檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前，衛星導航定向接收機主要采用兩種方法進行載波相位半周跳處理。
[0003]第一種是改變載波環路結構，采用周期為360度的載波鑒相器，從而避免出現載波半周(180度)跳變。但是這種鑒相器載波跟蹤精度和穩定性不高，實際中很少使用這種鑒相器；
[0004]第二種是在定向解算環節采用載波相位半周模糊度估計方法。但是這種方法檢測概率不高，容易發生檢測錯誤，導致定向結果出現較大偏差。實際中通常使用載波相位整周模糊度估計方法，估計精度遠高于半周模糊度估計，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。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種高精度定向接收機載波半周跳變檢測裝置及方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種高精度定向接收機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星信號；
[0008]主射頻通道:用于將主天線接收的衛星信號從射頻變換到中頻；
[0009]從射頻通道:用于將從天線接收的衛星信號從射頻變換到中頻；
[0010]主信號處理模塊:用于對主射頻通道輸出的中頻信號進行下變頻、捕獲、跟蹤和數據解調，輸出載波相位觀測值；
[0011]從信號處理模塊:用于對從射頻通道輸出的中頻信號進行下變頻、捕獲、跟蹤和數據解調，輸出載波相位觀測值；
[0012]信息處理模塊:用于對主信號處理模塊、從信號處理模塊輸出的載波相位觀測值進行半周跳變檢測，然后對半周跳變檢測后的載波相位觀測值進行載波相位整周模糊度估計和定向解算。
[0013]所述半周跳變檢測的具體實現過程包括:實時對比主信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位BI和從信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位B2;如果BI和B2相同，則直接將載波相位觀測值送到后續處理環節；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個加180°，另一個不變，然后送給后續處理環節。
[0014]本發明還提供了一種利用上述裝置進行高精度定向接收機載波半周跳變檢測的方法，對比主信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位BI和從信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位B2;如果BI和B2相同，則直接用載波相位觀測值進行載波整周模糊度估計和定向解算；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個加180°，另一個不變，然后進行載波整周模糊度估計和定向解算。
[0015]與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為:本發明操作簡單、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，有效提高了衛星導航定向接收機定向可用性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明一實施例裝置結構框圖。
【具體實施方式】
[0017]本發明首先通過信息處理模塊配置主、從兩個信號處理模塊接收相同衛星的信號。同一顆衛星的信號分別通過主、從天線進入主、從射頻通道，再分別進入主、從信號處理模塊。主、從信號處理模塊分別對兩路信號進行捕獲、跟蹤、數據解調，然后將載波相位觀測值同時輸入到信息處理模塊中。信息處理模塊根據主、從通道的載波相位觀測值進行載波整周模糊度估計和定向解算，得到最終的定向結果。
[0018]如圖1所示，本發明各模塊的功能如下:
[0019]主、從天線:接收空間輻射的衛星信號；
[0020]主、從射頻通道:將信號從射頻變換到中頻；
[0021]主、從信號處理模塊:對中頻信號進行下變頻、捕獲、跟蹤和數據解調，輸出載波相位觀測值；
[0022]信息處理模塊:利用主從信號處理模塊輸出的載波相位觀測值進行載波相位整周模糊度估計和定向解算。
[0023]本發明提出的載波相位半周跳變檢測方法需要在主、從信號處理模塊和信息處理模塊中增加相關處理功能。其原理為:
[0024]主信號處理模塊實時輸出當前的電文數據位BI，從信號處理模塊實時輸出當前的電文數據位B2。由于主、從通道接收相同的衛星信號，那么同時輸出的BI和B2就對應了同一個衛星的相同數據位，兩者應該同時為I或同時為O。信息處理模塊在進行整周模糊度估計和定向解算前增加一個半周跳變檢測功能，實時對比BI和B2的值。如果BI和B2同時為I或同時為0，則表明主、從通道載波相位都沒有發生半周跳變或同時發生了半周跳變，此時可直接將載波相位觀測值送到后續處理環節，因為主、從通道同時發生半周跳變時，在定向解算中可以通過雙差的方法消除掉，不會影響定向解算；如果BI和B2—個為I一個為0，則說明主、從通道其中之一發生了半周跳變，但無法確定哪個通道載波相位觀測值跳變了，此時只需在其中一個通道的載波相位觀測值上加180度，另一個通道載波相位觀測值不變，然后送給后續處理環節。這樣就使得兩個通道的載波相位觀測值均無半周跳變或一個通道沒有跳變而另一個通道跳變了一個整周360度。因為在后續的載波相位整周模糊度估計環節可以較為容易的檢測并修復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果。
【主權項】
1.一種高精度定向接收機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星信號； 主射頻通道:用于將主天線接收的衛星信號從射頻變換到中頻； 從射頻通道:用于將從天線接收的衛星信號從射頻變換到中頻； 主信號處理模塊:用于對主射頻通道輸出的中頻信號進行下變頻、捕獲、跟蹤和數據解調，輸出載波相位觀測值； 從信號處理模塊:用于對從射頻通道輸出的中頻信號進行下變頻、捕獲、跟蹤和數據解調，輸出載波相位觀測值； 信息處理模塊:用于對主信號處理模塊、從信號處理模塊輸出的載波相位觀測值進行半周跳變檢測，然后對半周跳變檢測后的載波相位觀測值進行載波相位整周模糊度估計和定向解算。2.根據權利要求1所述的高精度定向接收機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現過程包括:實時對比主信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位BI和從信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位B2;如果BI和B2相同，則直接將載波相位觀測值送到后續處理環節；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個加180°，另一個不變，然后送給后續處理環節。3.—種利用權利要求1或2所述裝置進行高精度定向接收機載波半周跳變檢測的方法，其特征在于，對比主信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位BI和從信號處理模塊實時輸出的當前電文數據位B2;如果BI和B2相同，則直接用載波相位觀測值進行載波整周模糊度估計和定向解算；如果BI和B2不同，則將BI和B2中的其中一個加180°，另一個不變，然后進行載波整周模糊度估計和定向解算。
【專利摘要】本發明公開了一種高精度定向接收機載波半周跳變檢測裝置及方法，通過信息處理模塊配置主、從兩個信號處理模塊接收相同衛星的信號。同一顆衛星的信號分別通過主、從天線進入主、從射頻通道，再分別進入主、從信號處理模塊。主、從信號處理模塊分別對兩路信號進行捕獲、跟蹤、數據解調，然后將載波相位觀測值同時輸入到信息處理模塊中。信息處理模塊根據主、從通道的載波相位觀測值進行載波整周模糊度估計和定向解算，得到最終的定向結果。本發明操作簡單、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，有效提高了衛星導航定向接收機定向可用性。
【IPC分類】G01S19/23
【公開號】CN105607084
【申請號】CN201510570809
【發明人】向為, 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