一種高精度定向接收機信號重捕后定向解算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高精度定向接收機信號重捕后定向解算方法。
【背景技術】
[0002]目前，在衛星導航定向接收機中，信號失鎖重新捕獲后仍然按照正常的信號接收流程，進行信號捕獲、跟蹤、位同步、幀同步以及輸出載波相位觀測值。失鎖重捕的處理與開機啟動的處理完全一樣，要等待較長時間才能重新輸出定向結果。用戶體驗較差，接收機可用性不尚。
【發明內容】
[0003]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信號重捕后定向解算方法。
[0004]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信號重捕后定向解算方法，該方法主要實現過程為:利用用戶概略位置、衛星位置、跟蹤通道給出的毫秒以下信號時間以及接收機本地整秒時間估計出準確的毫秒以上信號時間，根據估計出的時間推算出信號發射時間的bit計數，根據bit計數計算信號幀頭位置，從而跳過幀同步環節，完成定向解算。
[0005]幀頭位置計算包括以下步驟:
[0006]I)利用下式計算待估計的定向接收機信號時間毫秒以上部分
[0007]te= [t 0- (Xu-Xs) /c-tms]；
[0008]其中，t。為接收機本地整秒時間，X u為接收機概略位置，X s為衛星位置(Xu-Xs是矢量相減，表示衛星和接收機之間的距離)，c為光速，t?s為毫秒以下定向接收機信號時間，[]為取整符號；
[0009]2)根據％估計定向接收機信號時間的bit計數:
[0010]bite= (t ns-([te/6] *6000) )/20 ；
[0011]3)根據bite和當前測量得到的bit計數bit R計算幀頭位置frm:
[0012]frm = (bitR_bitc) % 300 ；
[0013]4)輸出載波相位觀測值(進行了幀同步，實現了與信號時間的嚴格同步后才能進行載波相位測量。根據這個幀頭frm，即可跳過幀同步，直接進入后續的載波相位輸出環節)，實現定向解算。與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為:本發明可以根據frm直接確定幀頭位置，從而可以跳過幀同步階段，直接輸出載波相位觀測值，實現定向解算，從而大大縮短定向結果輸出時間；本發明可有效縮短失鎖后載波相位觀測量輸出時間，提高了衛星導航定向接收機定向可用性。
【附圖說明】
[0014]圖1為定向裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，定向裝置包括:主天線、主射頻通道、主信號處理模塊、從天線、從射頻通道、從信號處理模塊以及信息處理模塊。主天線與主射頻通道連接，主射頻通道與主信號處理模塊連接；從天線與從射頻通道連接，從射頻通道與從信號處理模塊連接。主、從信號處理模塊同時與信息處理模塊連接。
[0016]本發明裝置的工作原理為:
[0017]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]各模塊的工作內容為:
[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]本發明提出的快速恢復定向的方法在主、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、從信號處理模塊在位同步后開始輸出信號毫秒以下時間，然后結合實時輸出的接收機本地時間、信息處理模塊中存儲的用戶位置以及實時計算的衛星位置估計信號時間的毫秒以上部分。估計方法為:
[0025]te= [t 0- (Xu-Xs) /c-tns]
[0026]其中，％為待估計的信號時間毫秒以上部分，t。為接收機本地整秒時間，X u為接收機概略位置，Xs為衛星位置，c為光速，t?s為信號處理單元輸出的毫秒以下信號時間，[]為取整符號。
[0027]根據％估計信號時間的bit計數，方法如下:
[0028]bitc= (t ns-([te/6] *6000) )/20
[0029]其中，bitc為估計的bit計數。
[0030]信息處理模塊將bit。實時輸出給主、從信號處理模塊。信號處理模塊根據bit。和當前測量得到的bit計數bitR計算幀頭位置frm，方法如下:
[0031]frm = (bitR_bitc) % 300
[0032]主、從信號處理模塊根據frm直接確定幀頭位置，從而可以跳過幀同步階段，直接輸出載波相位觀測值給信息處理模塊，實現定向解算。從而大大縮短定向結果輸出時間。
【主權項】
1.一種高精度定向接收機信號重捕后定向解算方法，其特征在于，該方法主要實現過程為:利用用戶概略位置、衛星位置、跟蹤通道給出的毫秒以下信號時間以及接收機本地整秒時間估計出準確的毫秒以上信號時間，根據估計出的時間推算出信號發射時間的bit計數，根據bit計數計算信號幀頭位置，從而跳過幀同步環節，完成定向解算。2.根據權利要求1所述的高精度定向接收機信號重捕后定向解算方法，其特征在于，幀頭位置計算包括以下步驟: 1)利用下式計算待估計的定向接收機信號時間毫秒以上部分 te= [t 0- (Xu-Xs) /c-tns]； 其中，t。為接收機本地整秒時間，X u為接收機概略位置，X s為衛星位置，C為光速，t啦為毫秒以下定向接收機信號時間，[]為取整符號； 2)根據Vf古計定向接收機信號時間的bit計數: bitc= (t ns-([te/6] *6000) )/20 ; 3)根據bite和當前測量得到的bit計數bitR計算幀頭位置frm: frm = (bitR-bitc) % 300 ； 4)輸出載波相位觀測值，實現定向解算。
【專利摘要】本發明公開了一種高精度定向接收機信號重捕后定向解算方法，利用用戶概略位置、衛星位置、跟蹤通道給出的毫秒以下信號時間以及接收機本地整秒時間來估計出準確的毫秒以上信號時間，根據這個時間推算出信號發射時間的bit計數，根據bit計數計算數據幀頭位置，從而跳過幀同步環節，輔助完成信號數據同步過程，縮短數據同步時間，快速輸出載波相位觀測值，從而實現快速重定向。
【IPC分類】G01S19/55
【公開號】CN105204055
【申請號】CN201510569849
【發明人】向為, 鄭彬, 朱增賢, 易文鑫, 彭果, 王帥, 張華 , 楊麗莎
【申請人】湖南北云科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月9日