一種位同步方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤指衛(wèi)星信號(hào)位同步的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前四大衛(wèi)星導(dǎo)航體系，包括：GPS、GLONASS，Galileo以及中國北斗的快速發(fā)展， 基于定位的服務(wù)不斷拓展，地球上空可以用于定位的衛(wèi)星數(shù)量正在不斷增多。關(guān)于全球?qū)?航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)相關(guān)接收技術(shù)的研究與應(yīng)用逐步深入，同時(shí)支持多種衛(wèi)星信號(hào)的多模 接收機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)成為必然趨勢(shì)。
[0003] -個(gè)導(dǎo)航定位接收機(jī)通常包括：天線、射頻模塊、基帶模塊和其他應(yīng)用模塊。其中， 基帶模塊通常用于完成信號(hào)的同步和導(dǎo)航電文解調(diào)，產(chǎn)生用于定位的測(cè)量值，并根據(jù)測(cè)量 值和解調(diào)出的導(dǎo)航電文計(jì)算出導(dǎo)航定位接收機(jī)的所處位置，然后根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議發(fā)送給應(yīng) 用模塊，從而實(shí)現(xiàn)為應(yīng)用模塊提供位置、速度或時(shí)間信息。
[0004] 在以上處理過程中，找到導(dǎo)航電文的符號(hào)位邊界是信號(hào)同步的重要步驟，是進(jìn)行 幀同步和解調(diào)導(dǎo)航電文的基礎(chǔ)。不同的導(dǎo)航系統(tǒng)采用了不用的調(diào)制模式和方法。為了導(dǎo)航 電文信息傳輸?shù)目煽啃?，一般?dǎo)航信號(hào)的位傳輸周期要大于偽隨機(jī)碼周期。
[0005] 以GPS信號(hào)為例，其偽隨機(jī)碼的周期為lms，GPS數(shù)據(jù)位信號(hào)的周期為20ms。為了 能夠準(zhǔn)確的解調(diào)出傳輸?shù)膶?dǎo)航電文信息需要首先實(shí)現(xiàn)位同步，其關(guān)鍵就是找到輸出序列中 的數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)，找到了位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)就實(shí)現(xiàn)了位同步。只有實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)位同步，才能將原始 GPS信號(hào)從調(diào)制信號(hào)中解出，進(jìn)行下一步的定位工作。數(shù)據(jù)位同步的目的是提供接收裝置最 大能量解調(diào)的時(shí)序同步信號(hào)，該同步信號(hào)的準(zhǔn)確度是影響接收裝置靈敏度最重要的參數(shù)。
[0006] 在GPS信號(hào)體制中，在GPS數(shù)據(jù)位信號(hào)的周期中，其信號(hào)內(nèi)部不發(fā)生符號(hào)跳變。然 而，在一些導(dǎo)航信號(hào)體制中，如北斗MEO衛(wèi)星信號(hào)，Galileo衛(wèi)星信號(hào)中，其在為隨機(jī)碼的基 礎(chǔ)上，又調(diào)制了二次編碼（Secondary code)，從而使的在數(shù)據(jù)位信號(hào)的周期中，其信號(hào)內(nèi)部 存在符號(hào)跳變。為此，傳統(tǒng)的位同步的方法就不適用新型衛(wèi)星信號(hào)，必須開發(fā)新的位同步算 法，來實(shí)現(xiàn)不同模式下的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明公開了一種信號(hào)位同步方法，其特征在于，讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù) 和Q支路數(shù)據(jù)，假設(shè)可能的位邊界。若存在二次編碼的導(dǎo)航信號(hào)，則進(jìn)行二次編碼剝離；若 不存在二次編碼，則不進(jìn)行編碼剝離過程。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)，比較檢測(cè)結(jié)果，判定數(shù) 據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真實(shí)符號(hào)位邊界。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)；
[0010] 假設(shè)所有可能的位邊界；
[0011] 若存在二次編碼的導(dǎo)航信號(hào)，則進(jìn)行二次編碼剝離；若不存在二次編碼，則不進(jìn)行 編碼剝離過程；
[0012] 進(jìn)行數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)；
[0013] 比較檢測(cè)結(jié)果，判定數(shù)據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真實(shí)符號(hào)位邊界。
[0014] 優(yōu)選的，二次編碼剝離，包括：依據(jù)二次編碼的生成方式，生成二次編碼序列。將 I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)與二次編碼序列進(jìn)行相乘，實(shí)現(xiàn)二次編碼剝離，得到剝離 后I支路和Q支路數(shù)據(jù)。
[0015] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)采用差分累積積分的方法，包括：
[0016] ____
吋I支路和Q ' J=] ^ ~ 支路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中Sign_changep為位置ρ的數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)輸出，II和QQ為二次編碼 剝離后的I支路和Q支路數(shù)據(jù)，N為用于位同步的所有符號(hào)位的數(shù)量，DM為用于位同步的差 分累積積分的數(shù)量，i為復(fù)數(shù)算子。
[0017] 優(yōu)選的，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和多普勒變化的特點(diǎn)，選擇不同的差分累積積分的長(zhǎng)度DM。
[0018] 優(yōu)選的，在固定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位同步，具體的，在N個(gè)符號(hào)位所持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位 同步，N的確定根據(jù)所要求達(dá)到的靈敏度決定。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種信號(hào)位同步裝置，其特征在于，所述裝置包括：天線，射頻模 塊，跟蹤模塊，二次編碼剝離模塊，數(shù)據(jù)位跳變檢測(cè)模塊以及位邊界判決模塊。其中，
[0020] 所述天線，用于接收獲取的衛(wèi)星信號(hào)；
[0021] 所述射頻模塊，用于將衛(wèi)星信后進(jìn)行下變頻與采樣輸出；
[0022] 所述跟蹤模塊，用于捕獲跟蹤各衛(wèi)星，生成相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0023] 所述二次編碼剝離模塊，用于將具有二次編碼信號(hào)進(jìn)行二次編碼剝離過程，輸出 剝離后的數(shù)據(jù)；
[0024] 所述數(shù)據(jù)位跳變檢測(cè)模塊，用于進(jìn)行信號(hào)的差分累積積分，進(jìn)行數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)；
[0025] 所述位邊界判決模塊，用于比較檢測(cè)結(jié)果，判定數(shù)據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真 實(shí)符號(hào)位邊界。
[0026] 優(yōu)選的，二次編碼剝離，包括：依據(jù)二次編碼的生成方式，生成二次編碼序列。將 I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)與二次編碼序列進(jìn)行相乘，實(shí)現(xiàn)二次編碼剝離，得到剝離 后I支路和Q支路數(shù)據(jù)。。
[0027] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)采用差分累積積分的方法，包括：
[0028] 根$
j對(duì)I支路和Q 支路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中Sign_changep為位置ρ的數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)輸出，II和QQ為二次編碼 剝離后的I支路和Q支路數(shù)據(jù)，N為用于位同步的所有符號(hào)位的數(shù)量，DM為用于位同步的差 分累積積分的數(shù)量。
[0029] 優(yōu)選的，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和多普勒變化的特點(diǎn)，選擇不同的差分累積積分的長(zhǎng)度DM。
[0030] 優(yōu)選的，在固定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位同步，具體的，在N個(gè)符號(hào)位所持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位 同步，N的確定根據(jù)所要求達(dá)到的靈敏度決定。
【附圖說明】
[0031] 為了更加清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方法，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需的 附圖做一下簡(jiǎn)單介紹：
[0032] 圖1為本發(fā)明信號(hào)捕獲方法的流程示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下參照附圖并結(jié)合示意性的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技 術(shù)效果，但本發(fā)明不局限于本實(shí)施例。
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明提供了信號(hào)位同步方法的一實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：
[0036] 步驟101，讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)。獲取跟蹤通道相關(guān)通道輸 出的I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)，作為位同步的初始輸入信息。
[0037] 步驟102,假設(shè)所有可能的位邊界；
[0038] 步驟103,二次編碼序列剝離。若存在二次編碼的導(dǎo)航信號(hào)，則進(jìn)行二次編碼剝離； 若不存在二次編碼，則不進(jìn)行編碼剝離過程；
[0039] 優(yōu)選的，二次編碼剝離，包括：依據(jù)二次編碼的生成方式，生成二次編碼序列。將 I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)與二次編碼序列進(jìn)行相乘，實(shí)現(xiàn)二次編碼剝離，得到剝離 后I支路和Q支路數(shù)據(jù)。
[0040] 步驟104,進(jìn)行數(shù)據(jù)位跳變檢測(cè)；
[0041] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)采用差分累積積分的方法，包括：
[0042] 根李
[支路和Q 支路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中Sign_changep為位置p的數(shù)據(jù)跳變檢測(cè)輸出，II和QQ為二次編碼 剝離后的I支路和Q支路數(shù)據(jù)，N為用于位同步的所有符號(hào)位的數(shù)量，DM為用于位同步的差 分累積積分的數(shù)量。
[0043] 或選的，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和多普勒變化的特點(diǎn)，選擇不同的差分累積積分的長(zhǎng)度DM。
[0044] 或選的，在固定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位同步，具體的，在N個(gè)符號(hào)位所持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位 同步，N的確定根據(jù)所要求達(dá)到的靈敏度決定。
[0045] 步驟105,比較檢測(cè)結(jié)果，判定數(shù)據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真實(shí)符號(hào)位邊界。
[0046] 通過以上的步驟，可以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)的位同步過程，并根據(jù)信號(hào)特征進(jìn)行優(yōu)化處 理。
[0047] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如下，但本發(fā)明并不局限于這一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式。
[0048] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。下面以圖2所示的位同步結(jié)構(gòu)示意圖 為例說明本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)位同步裝置，應(yīng)當(dāng)理解圖2僅為本發(fā)明實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)示意 圖，是為方便理解本發(fā)明實(shí)施例而作的示范性說明，不應(yīng)視為對(duì)本