一種弱信號衛星導航系統的位同步方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于衛星導航定位技術領域，更具體的，是一種用在弱信號衛星導航定位 接收機上的位同步技術。
[0002] 技術背景
[0003] 接收端進行衛星定位需要進行幾個過程，首先要對衛星進行捕獲，通過對可能存 在的衛星信號進行頻率和碼相位捜索，確定真實的衛星信號；然后把對應衛星的碼相位和 多普勒頻率傳遞到跟蹤部分對衛星信號進行持續的跟蹤處理；接收機成功跟蹤衛星信號 后，一方面會輸出衛星的碼相位和多普勒頻率來進行偽距的生成，得到衛星和接收機的空 間距離；另一方面則需要進行導航電文的解調，獲取衛星的軌道和位置參數，然后結合空間 偽距，最終完成位置和速度解算。
[0004] 在衛星導航接收機實現定位的過程中，導航電文的同步和解調是至關重要的部 分，而位同步則是導航電文同步和解調的基礎。衛星信號除了載波和導航電文信息外，還經 過了偽隨機碼調制，偽隨機碼的周期為1ms，而導航電文的碼率為50bps，因此一個導航電 文比特包含了 20個偽隨機碼周期。接收機通過捕獲和跟蹤后，便完成了對偽隨機碼的同步 過程，該時候1ms的偽隨機碼已經對準，接下來則需要找到ms之間的翻轉點，也就是導航電 文的比特邊沿，該個過程就是位同步。只有實現了位同步，接收機才能準確掌握準確的比特 位置，從而進行帖同步操作，最終準確解調出導航電文數據，進而完成定位。
[0005] 位同步的效果不但會影響長時間相干積分的效果，而且會直接影響導航電文的解 調的準確度；而位同步的速度也是接收機定位時間的一個關鍵因素，因此采用一種準確而 且高效的位同步方法是衛星導航接收機必須考慮的問題。一般常用的位同步方法包括傳統 的直方圖法，K-P法等。傳統的直方圖方法通過統計不同位置ms間的符號變化來確定最終 比特邊沿，具有實現簡單，在強信號下準確度高等特點。但在弱信號情況下或者信號強度變 化較快的環境下，由于該方法只考慮了ms相干積分值間的符號跳變，所W位同步的準確度 會降低很多。而K-P法是通過比較不同位置作為起沿的20ms相干積分累加和，把其中最大 的位置作為比特邊界。該方法在弱信號環境下準確度相比直方圖有較大的提高。但該種方 法由于是統計20ms的能量，在強弱信號交替的環境下并不能很準確反映ms之間的具體能 量差異。因此如果能采用一種實現簡單，能體現ms間積分能量差異的位同步方法具有很高 的實際意義。
【發明內容】
[0006] 為克服上述現有技術的缺陷與不足，本發明提供一種快速和準確判別比特邊沿位 置的弱信號衛星導航系統位同步方法， 本發明的技術方案詳細如下： 一種弱信號衛星導航系統的位同步方法，用于衛星導航定位接收機上的位同步，其特 征在于，包括w下步驟： (1) 待導航定位接收機跟蹤穩定后，W20ms為周期，連續讀取跟蹤通道I支路輸出的每 1ms的相干積分值，然后按照1~20的順序進行循環編號； (2) 對于每個相干積分值，用當前1ms相干積分值減去前1ms相干積分值，將結果取絕 對值后，按照當前1ms的編號進行分組累加； (3 )W20ms為周期，對每個輸入的1ms相干積分值進行步驟（2 )的操作，完成多個比特 周期，使得比特位連續不變化的概率降到設定的可接受的水平后，得到對應編號1~20的 20個積分累加值； (4) 從20個積分累加值中找出最大的積分累加值和相應的信號強度，并記錄其對應的 編號；把其余的19個積分累加值求平均，得到一個平均噪聲累加值和噪聲強度； (5) 根據步驟（4)所得到的信號強度和噪聲強度的比值判斷同步是否成功，如果所得比 值滿足條件，則認為位同步成功，輸出當前最大積分值位置對應的編號即為比特跳變邊沿； 若條件不滿足，則按照（2)~（3)的步驟再處理一個20ms的比特周期，然后按照步驟（4)求 出一個新的最大積分累加值和平均噪聲累加值，重復步驟（5)，直到條件滿足，位同步完成。
[0007] 優選的，在對相干積分值編號為1與前1ms相干積分值的處理為：當前編號為1的 時候，由于循環性，其前一個相干積分值為上一個處理周期的第20個編號的相干積分值。
[0008] 優選的，假設當前1ms相干積分值為' (巧，前一個1ms的相干積分值為k:(k- 1) ，后一個1ms的相干積分值為！s(k^i)，將當前1ms積分值與前1ms積分值求差，然后取絕 對值，按照當前1ms編號進行分組累加，然后待下一個1ms的到來，W此循環，當前編號上的 積分累加值如公式1所示：
【主權項】
1. 一種弱信號衛星導航系統的位同