專利名稱：多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，例如GPS系統(tǒng)，特別是一種用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)及應(yīng)用該鎖定環(huán)擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法。
背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)，包括一組發(fā)送GPS信號的一個衛(wèi)星星座(又被稱為Navstar衛(wèi)星)，該GPS信號能被接收機用來確定該接收機的位置。衛(wèi)星軌道被安排在多個平面內(nèi)，以便在地球上任何位置都能從至少四顆衛(wèi)星接收該種信號。每一顆GPS衛(wèi)星所傳送的GPS信號都是直接序列擴頻信號。商業(yè)上使用的信號與標準定位服務(wù)(SPQ有關(guān)，而且被稱之為粗碼(C/A碼)的直接序列二相擴頻信號，在 1575. 42MHz的載波下，具有每秒1. 023兆碼片的速率。偽隨機噪聲(PN)序列長度是1023 個碼片，對應(yīng)于1毫秒的時間周期。每一顆衛(wèi)星發(fā)射不同的PN碼(Gold碼)，使得信號能夠從幾顆衛(wèi)星同時發(fā)送，并由一接收機同時接收，相互間幾乎無干擾。術(shù)語“衛(wèi)星星號”和這個PN碼相關(guān)，可以用以標示不同的GPS衛(wèi)星。GPS利用到達時間(TOA)測距原理來確定用戶的位置，這種原理需要測量信號從衛(wèi)星發(fā)出至到達用戶接收機所經(jīng)歷的時間。為此，GPS接收機必須首先復(fù)現(xiàn)將被捕獲的衛(wèi)星所發(fā)射的PRN碼，然后移動這個復(fù)現(xiàn)碼的相位，直到與衛(wèi)星的PRN碼發(fā)生相關(guān)為止。當接收機復(fù)現(xiàn)碼的相位與輸入的衛(wèi)星碼相位相匹配時，有最大的相關(guān)。接收機首先搜索所希望衛(wèi)星的相位，然后調(diào)節(jié)其復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的標稱擴頻碼碼片速率，從而實現(xiàn)對衛(wèi)星碼狀態(tài)的跟蹤。碼相關(guān)過程通過將移相的復(fù)現(xiàn)碼與輸入的衛(wèi)星碼實時相乘，然后進行積分和清零處理來實現(xiàn)。GPS接收機的目標是使其復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的瞬時相位與所希望衛(wèi)星的碼相位保持最大的相關(guān)。GPS接收機的定位精度是GPS接收機最核心也是用戶最關(guān)心的的性能指標之一。 提高GPS接收機定位精度有很多方法，比如對GPS測量量進行解算前的預(yù)處理，但在形成測量量前，通過提高碼環(huán)的跟蹤精度來提高接收機定位精度是最為本源的一種方法。GPS接收機經(jīng)常遇到GPS信號缺失的情況，特別是在GPS接收機運動和遮擋物較多的情況下。一個典型的場合是城市中行駛的車載GPS定位接收機。行駛的車輛經(jīng)常遭遇各種橋梁、建筑物、隧道等遮擋物的遮擋，使接收機無法接收到足夠信噪比的GPS信號。當信噪比低于一定限度時，載波環(huán)對載波頻率的估計出現(xiàn)較大偏差，碼環(huán)也將因此而失鎖，從而不得不進行重捕。頻繁的重捕將減小定位成功率，且啟動捕獲引擎會增大芯片的功耗。如何提高碼環(huán)的跟蹤精度和進行穩(wěn)健的碼跟蹤是GPS基帶處理的重要的研究方向
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)及應(yīng)用該鎖定環(huán)擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法。(二)技術(shù)方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，包括多個相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NCO和碼發(fā)生器；其中，相關(guān)支路與支路選擇邏輯相連接，支路選擇邏輯與碼環(huán)鑒別器相連接，碼環(huán)鑒別器與碼環(huán)濾波器相連接，碼環(huán)濾波器與碼NCO相連接，碼NCO與碼發(fā)生器相連接，碼發(fā)生器與相關(guān)支路相連接。上述方案中，所述多個相關(guān)支路之間的間距不唯一，最內(nèi)側(cè)的和Ltl支路相關(guān)間距Dtl < 1，E1和L1支路相關(guān)間距D1 = 2，其他支路的相關(guān)間距滿足相鄰二支路的間距為Delse =1。上述方案中，所述多個相關(guān)支路中相關(guān)支路的數(shù)目大于2。上述方案中，所述的支路選擇邏輯在業(yè)+2路相關(guān)輸出中挑選特定的輸出組合作為碼環(huán)鑒別器的輸入。上述方案中，所述的支路選擇邏輯包括在牽引階段，支路選擇邏輯選出的特定的輸出組合是全部支路的輸出，或者是最優(yōu)支路選擇算法挑選出的其中兩個相鄰支路的輸出；在跟蹤階段，支路選擇邏輯選擇最內(nèi)側(cè)的兩個相關(guān)支路的輸出。上述方案中，所述的最優(yōu)支路選擇算法是首先確定所有支路中相關(guān)輸出能量最大的支路，若能量最大支路為最內(nèi)側(cè)兩支路之一，則使用這兩個支路為鑒相兩支路，若不是，則在與能量最大支路相鄰的兩個支路中找到能量較大的那個支路為能量次大支路，使用能量最大支路和能量次大支路為鑒相兩支路。為達到上述目的，本發(fā)明還提供了一種利用所述鎖定環(huán)擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，包括多個相關(guān)支路進行相關(guān)操作；支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入；碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向；
碼環(huán)濾波器對偏差進行濾波；濾波后的信號控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率；以及碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列。上述方案中，所述的多個相關(guān)支路的相關(guān)操作包括使用本地復(fù)現(xiàn)的多組偽碼序列與去載波之后的接收衛(wèi)星信號進行相關(guān)。上述方案中，所述碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向中，碼環(huán)鑒別算法包括如果碼環(huán)鑒別算法使用全部相關(guān)支路的輸出，則將所有超前支路相關(guān)輸出的和作為超前能量值，將所有滯后支路相關(guān)輸出的和作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果碼環(huán)鑒別算法使用包含信號的兩路相關(guān)支路的輸出，則首先確定所有支路中輸出能量最大的那個支路；
如果能量最大的支路是最內(nèi)側(cè)的兩支路之一，則將最內(nèi)側(cè)的超前支路的輸出作為超前能量值，將最內(nèi)側(cè)的滯后支路的輸出作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果能量最大的支路不是最內(nèi)側(cè)兩支路中的任何一個，則在能量最大支路的相鄰兩支路中挑選出能量較大的支路作為能量次大的支路；如果能量最大支路和能量次大支路都為超前支路，則碼環(huán)鑒別器輸出1 ；如果能量最大支路和能量次大支路都為滯后支路，則碼環(huán)鑒別器輸出-1 ；如果能量最大支路為超前支路而能量次大支路為滯后支路，則鑒別算法將能量最大支路的輸出作為超前能量，將能量次大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理；如果能量最大支路為滯后支路而能量次大支路為超前支路，則鑒別算法將將能量次大支路的輸出作為超前能量，能量最大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理。上述方案中，所述碼環(huán)鑒別算法根據(jù)超前和滯后能量之間的差，敏感出本地復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向是超前或者滯后。上述方案中，所述碼環(huán)濾波器對偏差進行濾波，該碼環(huán)濾波器是階數(shù)可選的低通濾波器，用于對碼環(huán)鑒別器敏感出的誤差信號進行濾波。上述方案中，所述濾波后的信號控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率包括如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位滯后，則碼NCO增大其輸出頻率；如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位超前，則碼NCO減小其輸
出頻率。上述方案中，所述碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列中，碼發(fā)生器產(chǎn)生的多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列與相關(guān)支路的數(shù)量和各支路間距對應(yīng)。(三)有益效果本發(fā)明提供的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)和基于該鎖定環(huán)的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其中，該延遲鎖定環(huán)通過簡單增加相關(guān)支路，和靈活調(diào)整支路間距，配合擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，能夠有效提高定位精度， 同時能夠應(yīng)對城市和茂密森林等遮擋物較多的應(yīng)用環(huán)境，減少環(huán)路失鎖的概率，從而避免重捕，有效降低芯片功耗。


圖1是典型的GPS接收機結(jié)構(gòu)框圖；圖2是傳統(tǒng)的延遲鎖定環(huán)結(jié)構(gòu)；圖3是本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例的延遲鎖定環(huán)的硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例的偽碼跟蹤方法的流程。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。GPS基帶芯片是GPS接收機中處理基帶信號的芯片，是整個GPS接收機的核心。本發(fā)明的裝置和方法均在GPS基帶芯片中實現(xiàn)。為方便起見，本發(fā)明中“接收機”均指“GPS基
-W--H- LL yy
市心片ο圖1描述了一個典型的GPS接收機的結(jié)構(gòu)框圖。這是一個完整的GPS接收機，包括了天線101、射頻前端芯片102、基帶處理芯片103。基帶處理部分由若干個相關(guān)通道104、 捕獲處理105、跟蹤處理106和定位解算處理107組成?；鶐幚聿糠?03從射頻前端芯片 102接收數(shù)字中頻采樣數(shù)據(jù)，其信號處理分為捕獲處理105和跟蹤處理106兩個階段。捕獲處理105進行載波頻率域和碼域二維搜索，獲得關(guān)于接收信號載波頻率(含多普勒頻偏) 和偽碼相位的粗略估計。跟蹤處理106用于跟蹤捕獲到的衛(wèi)星，并與之同步，以便計算初PN 碼的發(fā)射時間，同時解調(diào)出導(dǎo)航電文用以定位。所述的同步包括載波同步、碼同步、比特同步和幀同步。定位解算處理107根據(jù)跟蹤處理106所復(fù)現(xiàn)的偽碼相位計算偽距，或者根據(jù)復(fù)現(xiàn)的載波多普勒相位或頻率計算△偽距，或者根據(jù)載波多普勒相位計算積分多普勒相位， 進而利用這些測量量得到對用戶位置、速度、用戶時鐘偏差和時鐘漂移的估計。該GPS接收機實例使用了射頻前端和基帶處理獨立封裝成芯片的形式。實際中還有其他形式，如將兩部分封裝在一起形成SIP系統(tǒng)，以及將兩部分合二為一形成單SOC芯片。本發(fā)明對于以上形式的GPS接收機芯片都是適用的。圖2描述了傳統(tǒng)的延遲鎖定環(huán)結(jié)構(gòu)。該部分包含在圖1中的跟蹤處理106中，完成本地復(fù)現(xiàn)碼與接收衛(wèi)星偽碼相位的精密同步，是獲得發(fā)射時間的關(guān)鍵，同時為隨后的同步和電文解調(diào)提供了基礎(chǔ)。該結(jié)構(gòu)具有一定的代表性，目前很多產(chǎn)品都采用了類似的結(jié)構(gòu)。 數(shù)字中頻信號201由圖1所示的射頻前端102獲得之后，經(jīng)本地載波發(fā)生器202混頻得到同相分量203和正交分量204。碼發(fā)生器205產(chǎn)生的超前和滯后復(fù)現(xiàn)碼分別與同相分量203 和正交分量204相乘并進行預(yù)檢測積分得到同相超前分量206、同相滯后分量207、正交超前分量208和正交滯后分量209。這個過程即超前、滯后復(fù)現(xiàn)碼與接收信號的相關(guān)過程，超前和滯后相關(guān)器之間的間距為1個碼片。此4路相關(guān)輸出結(jié)果交由碼環(huán)鑒別器210產(chǎn)生誤差信號。碼環(huán)鑒別器有多種類型，歸一化的超前減滯后包絡(luò)鑒別器因為其輸出誤差在1個碼片的范圍內(nèi)呈線性而得到了廣泛的應(yīng)用。其碼環(huán)鑒別算法為\M，其中e=4^7，L==^7^如果復(fù)現(xiàn)碼是對準的，則超前和滯后包絡(luò)幅度相等，并且鑒別器不產(chǎn)生誤差信號。 如果復(fù)現(xiàn)碼沒有對準，那么超前和滯后包絡(luò)不相等，并且在相關(guān)時間段內(nèi)，不相等的大小與誤差的大小成正比。碼環(huán)鑒別器通過超前和滯后包絡(luò)之間的幅度差敏感出復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向(超前或者滯后)。進一步地，碼環(huán)鑒別器210產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)過碼環(huán)濾波器211的濾波處理后加到碼NC0211上，使其輸出頻率做必要的增加或者減小，從而達到根據(jù)輸入衛(wèi)星信號碼的相位糾正復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器204的相位的目的，完成環(huán)路的閉合。這種使用超前和滯后兩個相關(guān)支路的經(jīng)典延遲鎖定環(huán)，牽引范圍有限，在采用歸一化鑒別器時獲得的最大的牽引范圍也只有士 1. 5碼片。當采用窄相關(guān)技術(shù)以提高跟蹤精度和抑制多徑時，牽引范圍進一步縮小到約士 1碼片。本發(fā)明提供的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)和基于該鎖定環(huán)的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其中，延遲鎖定環(huán)包括間距不同的多個相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NC0、碼發(fā)生器。其跟蹤方法包括多個相關(guān)支路進行多個本地復(fù)現(xiàn)碼序列與接收衛(wèi)星碼的相關(guān)處理，支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入，碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到的誤差信號經(jīng)過環(huán)路濾波器后控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率，以根據(jù)輸入的衛(wèi)星信號的碼相位糾正復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的相位，從而構(gòu)成閉合環(huán)路。圖3描述了本發(fā)明一個較優(yōu)實施例的硬件結(jié)構(gòu)框圖。和圖2所示的傳統(tǒng)的延遲鎖定環(huán)相比，最大的區(qū)別在于本發(fā)明的碼環(huán)含有多個超前相關(guān)支路和多個滯后相關(guān)支路，并且存在多種支路間距，因此稱本發(fā)明的碼環(huán)為多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)。下面以圖 3為例闡述發(fā)明的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)的結(jié)構(gòu)，在該實施例中，共有4個超前支路& &和4個滯后支路Ltl L3,即k = 3。但實際使用中，k可以根據(jù)設(shè)計要求增大或者減小，只須滿足1。來自射頻前端102的數(shù)字中頻301經(jīng)載波發(fā)生器302混頻后，得到同相分量303 和正交分量304。碼發(fā)生器305產(chǎn)生對應(yīng)4個超前支路 &和4個滯后支路Ltl L3的碼相位序列，其中E0與L0支路之間的間距為Dtl，采用窄相關(guān)技術(shù)(D0 < 1) 和L1支路之間的間距為D1, D1 = 2 ；其他相關(guān)支路滿足相鄰二支路之間間距為1個碼片，Delse = 1。進一步地，同相分量303和正交分量304分別與這8個本地復(fù)現(xiàn)碼相乘，并經(jīng)過預(yù)檢測積分處理得到同相超前分量Ieo Ie3 305 308，同相滯后分量Ilo Il3 309 312， 正交超前分量Qeci Qe3 313 316，正交滯后分量Qui Qu 317 320。進一步地，這些相關(guān)支路地輸出305 320進入支路選擇邏輯321。支路選擇邏輯321從中挑選需要的相關(guān)輸出構(gòu)造用于碼環(huán)鑒相的超前分量和滯后分量，并交由碼環(huán)鑒別器322執(zhí)行一定的碼環(huán)鑒別算法，從而得到本地復(fù)現(xiàn)碼的誤差信號。本發(fā)明的支路選擇邏輯和碼環(huán)鑒別算法將在下面進行詳細的闡述。進一步地，誤差信號進入碼環(huán)濾波器323進行濾波。濾波后的信號控制碼NCO 324 調(diào)整其輸出的頻率，繼而驅(qū)動碼發(fā)生器325產(chǎn)生相關(guān)支路所需要的各種間距的本地復(fù)現(xiàn)碼序列，提供給相關(guān)支路做相關(guān)運算，從而完成了整個碼跟蹤環(huán)路的閉合。圖4描述的是本發(fā)明一個較優(yōu)實施例的偽碼跟蹤方法的流程，因其采用了上述多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，能達到牽引范圍較傳統(tǒng)延遲鎖定環(huán)擴展及跟蹤精度提高的目的。圖中的401過程對應(yīng)圖3中的同相分量303和正交分量304分別與8個本地復(fù)現(xiàn)碼相乘，并經(jīng)過預(yù)檢測積分處理得到305 320共16個相關(guān)輸出。應(yīng)該注意，這16個相關(guān)輸出對應(yīng)本實施例中的k = 3，一般而言，共有4 (k+Ι)個相關(guān)輸出。支路選擇邏輯挑選挑選進入碼環(huán)鑒別器的的相關(guān)支路402。具體的，支路選擇邏輯可以允許所有的相關(guān)支路輸出進入碼環(huán)鑒別器，也可以從中挑選兩路相關(guān)支路的輸出進入碼環(huán)鑒別器。挑選的原則為首先確定所有支路中輸出能量最大的那個支路，視鑒別算法的需要再在其相鄰兩支路中挑選能量次大的支路。進一步地，碼環(huán)鑒別器估計相位誤差時403 如果碼環(huán)鑒別算法使用全部相關(guān)支路的輸出，則將所有超前支路相關(guān)輸出的和作為超前能量值，將所有滯后支路相關(guān)輸出的和作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理，鑒別算法如下式所述
權(quán)利要求
1.一種用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，包括多個相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NCO和碼發(fā)生器；其中，相關(guān)支路與支路選擇邏輯相連接，支路選擇邏輯與碼環(huán)鑒別器相連接，碼環(huán)鑒別器與碼環(huán)濾波器相連接，碼環(huán)濾波器與碼NCO相連接，碼NCO與碼發(fā)生器相連接，碼發(fā)生器與相關(guān)支路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述多個相關(guān)支路之間的間距不唯一，最內(nèi)側(cè)的和Ltl支路相關(guān)間距Dtl < 1，E1和L1支路相關(guān)間距D1 = 2，其他支路的相關(guān)間距滿足相鄰二支路的間距為Delse = 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述多個相關(guān)支路中相關(guān)支路的數(shù)目大于2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述的支路選擇邏輯在業(yè)+2路相關(guān)輸出中挑選特定的輸出組合作為碼環(huán)鑒別器的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述的支路選擇邏輯包括在牽引階段，支路選擇邏輯選出的特定的輸出組合是全部支路的輸出，或者是最優(yōu)支路選擇算法挑選出的其中兩個相鄰支路的輸出；在跟蹤階段，支路選擇邏輯選擇最內(nèi)側(cè)的兩個相關(guān)支路的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，其特征在于，所述的最優(yōu)支路選擇算法是首先確定所有支路中相關(guān)輸出能量最大的支路，若能量最大支路為最內(nèi)側(cè)兩支路之一，則使用這兩個支路為鑒相兩支路，若不是，則在與能量最大支路相鄰的兩個支路中找到能量較大的那個支路為能量次大支路，使用能量最大支路和能量次大支路為鑒相兩支路。
7.一種利用權(quán)利要求1所述鎖定環(huán)擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，包括多個相關(guān)支路進行相關(guān)操作；支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入；碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向；碼環(huán)濾波器對偏差進行濾波；濾波后的信號控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率；以及碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，所述的多個相關(guān)支路的相關(guān)操作包括使用本地復(fù)現(xiàn)的多組偽碼序列與去載波之后的接收衛(wèi)星信號進行相關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，所述碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向中，碼環(huán)鑒別算法包括如果碼環(huán)鑒別算法使用全部相關(guān)支路的輸出，則將所有超前支路相關(guān)輸出的和作為超前能量值，將所有滯后支路相關(guān)輸出的和作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果碼環(huán)鑒別算法使用包含信號的兩路相關(guān)支路的輸出，則首先確定所有支路中輸出能量最大的那個支路；如果能量最大的支路是最內(nèi)側(cè)的兩支路之一，則將最內(nèi)側(cè)的超前支路的輸出作為超前能量值，將最內(nèi)側(cè)的滯后支路的輸出作為滯后能量值，且鑒別算法采用歸一化處理；如果能量最大的支路不是最內(nèi)側(cè)兩支路中的任何一個，則在能量最大支路的相鄰兩支路中挑選出能量較大的支路作為能量次大的支路；如果能量最大支路和能量次大支路都為超前支路，則碼環(huán)鑒別器輸出1 ；如果能量最大支路和能量次大支路都為滯后支路，則碼環(huán)鑒別器輸出-ι ；如果能量最大支路為超前支路而能量次大支路為滯后支路，則鑒別算法將能量最大支路的輸出作為超前能量，將能量次大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理；如果能量最大支路為滯后支路而能量次大支路為超前支路，則鑒別算法將將能量次大支路的輸出作為超前能量，能量最大支路的輸出作為滯后能量，且采用歸一化處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，所述碼環(huán)鑒別算法根據(jù)超前和滯后能量之間的差，敏感出本地復(fù)現(xiàn)碼的偏差的量和方向是超前或者滯后。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，所述碼環(huán)濾波器對偏差進行濾波，該碼環(huán)濾波器是階數(shù)可選的低通濾波器，用于對碼環(huán)鑒別器敏感出的誤差信號進行濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，所述濾波后的信號控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率包括如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位滯后，則碼NCO增大其輸出頻率；如果本地復(fù)現(xiàn)碼的相位超前， 則碼NCO減小其輸出頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，其特征在于，所述碼發(fā)生器產(chǎn)生多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列中，碼發(fā)生器產(chǎn)生的多組本地復(fù)現(xiàn)偽碼序列與相關(guān)支路的數(shù)量和各支路間距對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于全球定位系統(tǒng)接收機的多相關(guān)支路混合間距延遲鎖定環(huán)，包括多個相關(guān)支路、支路選擇邏輯、碼環(huán)鑒別器、碼環(huán)濾波器、碼NCO和碼發(fā)生器。本發(fā)明同時公開了一種擴展牽引范圍的高精度跟蹤方法，包括多個相關(guān)支路進行多個本地復(fù)現(xiàn)碼序列與接收衛(wèi)星碼的相關(guān)處理，支路選擇邏輯挑選特定相關(guān)支路的輸出作為碼環(huán)鑒別器的輸入，碼環(huán)鑒別器根據(jù)不同的鑒別算法得到的誤差信號經(jīng)過環(huán)路濾波器后控制碼NCO調(diào)整其輸出頻率，以根據(jù)輸入的衛(wèi)星信號的碼相位糾正復(fù)現(xiàn)碼發(fā)生器的相位，構(gòu)成閉合環(huán)路。本發(fā)明能夠有效提高定位精度，同時能夠應(yīng)對城市和茂密森林等遮擋物較多的應(yīng)用環(huán)境，減少環(huán)路失鎖的概率，從而避免重捕，有效降低芯片功耗。
文檔編號G01S19/30GK102375149SQ201010256959
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者楊穎 , 陳杰 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所