專(zhuān)利名稱(chēng)：一種二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的電離層誤差估計(jì)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的電離層誤差估計(jì)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
波在一種介質(zhì)中傳播的速度取決于該媒質(zhì)的折射率。折射率η定義為電磁波在自由空間傳播速度c與在介質(zhì)中速度ν的比值。對(duì)于GNSS(GlcAalNavigation Satellite System,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))發(fā)射的電磁波，在自由空間中以光速傳播，在電離層和對(duì)流層中的傳播速度不等于光速。折射率n= c/v(l)如果波在一種介質(zhì)中的折射率不固定，而是頻率f的函數(shù)，則這種介質(zhì)對(duì)于該波而言是色散的。對(duì)于L波段的電磁波，電離層是色散介質(zhì)，對(duì)流層是非色散介質(zhì)。在色散介質(zhì)中，信號(hào)載波相位的傳播速度(相速vp)與波所承載的信號(hào)信息的傳播速度(群速vg)不相等。np = c/vp ng = c/vg (2)群折射率ng與相折射率np的關(guān)系(可參見(jiàn)Hofmann-Wellenhof，B.， H. Lichtenegger,and J. Collins,GPS Theory and Practice,New York Springer-Verlag, 1993)如下
權(quán)利要求
1.一種二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的電離層誤差估計(jì)方法，包括通過(guò)二進(jìn)制偏移載波BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼、BOC副載波和載波相位跟蹤，得到第一載波相位；對(duì)所述中頻信號(hào)的上邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第二載波相位； 對(duì)所述中頻信號(hào)的下邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第三載波相位；根據(jù)第一載波相位和第二載波相位之差，和第一載波相位和第三載波相位之差，以及 BOC調(diào)制信號(hào)中心頻率、上邊帶信號(hào)及下邊帶信號(hào)的頻率，得到總電子含量TEC; 由TEC計(jì)算電離層折射在載波相位和偽距觀測(cè)量上引入的誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述對(duì)中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第二/第三載波相位的步驟中，是對(duì)中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼和載波相位跟蹤。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括用所述BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路產(chǎn)生的本地偽隨機(jī)噪聲碼與所述中頻信號(hào)相乘，對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼剝離；所述對(duì)中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第二/第三載波相位的步驟中，是對(duì)剝離了偽隨機(jī)噪聲碼后的中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行載波相位跟蹤。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括用所述BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路產(chǎn)生的本地載波與所述中頻信號(hào)相乘，對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行 BOC復(fù)載波剝離；用所述BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路產(chǎn)生的本地偽隨機(jī)噪聲碼與進(jìn)行BOC復(fù)載波剝離后的中頻信號(hào)相乘，進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼剝離；所述對(duì)中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第二/第三載波相位的步驟中，是對(duì)剝離了 BOC復(fù)載波和偽隨機(jī)噪聲碼后的中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)殘余載波進(jìn)行跟蹤。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一載波相位和第二載波相位之差，和第一載波相位和第三載波相位之差，以及BOC調(diào)制信號(hào)中心頻率、上邊帶信號(hào)及下邊帶信號(hào)的頻率，得到總電子含量TEC的步驟中，根據(jù)下式得到總電子含量TEC
6.一種二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的電離層誤差估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括二進(jìn)制偏移載波BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路，用于對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼、BOC副載波和載波相位跟蹤，得到第一載波相位；上邊帶跟蹤單元，用于對(duì)所述中頻信號(hào)的上邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第二載波相位； 下邊帶跟蹤單元，用于對(duì)所述中頻信號(hào)的下邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第三載波相位； 電離層信息提取單元，用于根據(jù)第一載波相位和第二載波相位之差，和第一載波相位和第三載波相位之差，以及BOC調(diào)制信號(hào)中心頻率、上邊帶信號(hào)及下邊帶信號(hào)的頻率，得到總電子含量TEC;計(jì)算單元，用于由TEC計(jì)算電離層折射在載波相位和偽距觀測(cè)量上引入的誤差。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述上/下邊帶載波跟蹤單元是對(duì)中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼和載波相位跟蹤，得到第二 /第三載波相位。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一乘法器，用于將所述BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路產(chǎn)生的本地偽隨機(jī)噪聲碼與所述中頻信號(hào)相乘，對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼剝離；所述上/下邊帶跟蹤單元是對(duì)剝離了偽隨機(jī)噪聲碼后的中頻信號(hào)的上/下邊帶信號(hào)進(jìn)行載波相位跟蹤，得到第二 /第三載波相位。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二乘法器，用于將所述BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路產(chǎn)生的本地載波與所述中頻信號(hào)相乘，對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行BOC復(fù)載波剝離；第一乘法器，用于將所述BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路產(chǎn)生的本地偽隨機(jī)噪聲碼與所述第二乘法器輸出的進(jìn)行BOC復(fù)載波剝離后的中頻信號(hào)相乘，對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼剝 1 ；所述上/下邊帶跟蹤單元是對(duì)剝離了 BOC復(fù)載波和偽隨機(jī)噪聲碼后的中頻信號(hào)的上/ 下邊帶信號(hào)殘余載波進(jìn)行跟蹤，得到第二 /第三載波相位。
10.如權(quán)利要求6到9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電離層信息提取單元根據(jù)第一載波相位和第二載波相位之差，和第一載波相位和第三載波相位之差，以及BOC調(diào)制信號(hào)中心頻率、上邊帶信號(hào)及下邊帶信號(hào)的頻率，得到總電子含量TEC，是指根據(jù)下式得到總電子含量TEC:TEC =C(1 1 2 ) 40.3——+---\fu fl fc y其中，C為電磁波在自由空間傳播速度；Φ。為第一載波相位，為第二載波相位，CK 為第三載波相位；為BOC調(diào)制信號(hào)中心頻率，f 為上邊帶信號(hào)頻率，fL為下邊帶信號(hào)頻率；％ 1表示對(duì)1求余數(shù)，取得小數(shù)部分。
全文摘要
一種二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的電離層誤差估計(jì)方法及系統(tǒng)；方法包括通過(guò)BOC信號(hào)跟蹤環(huán)路對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行偽隨機(jī)噪聲碼、BOC副載波和載波相位跟蹤，得到第一載波相位；對(duì)所述中頻信號(hào)的上邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第二載波相位；對(duì)所述中頻信號(hào)的下邊帶信號(hào)進(jìn)行跟蹤得到第三載波相位；根據(jù)第一載波相位和第二載波相位之差，和第一載波相位和第三載波相位之差，以及BOC調(diào)制信號(hào)中心頻率、上邊帶信號(hào)及下邊帶信號(hào)的頻率，得到總電子含量TEC；由TEC計(jì)算電離層折射在載波相位和偽距觀測(cè)量上引入的誤差。本發(fā)明對(duì)于BOC信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)單頻的電離層誤差估計(jì)；由于使用載波相位計(jì)算TEC，因此受多徑效應(yīng)影響更小，受測(cè)量噪聲影響也較小。
文檔編號(hào)G01S19/21GK102540215SQ20101061502
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者莫鈞, 邱劍寧, 韓紹偉 申請(qǐng)人:和芯星通科技(北京)有限公司