具有環(huán)路輔助的gnss接收機(jī)基帶處理模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，包括載波環(huán)和碼環(huán)。載波環(huán)中包括載波環(huán)跟蹤輔助模塊，用于去除GNSS接收機(jī)動(dòng)態(tài)對(duì)載波環(huán)的影響，提高載波環(huán)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能，消除環(huán)路帶寬與動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的矛盾。碼環(huán)中包括碼環(huán)跟蹤輔助模塊，用于提高碼跟蹤精度的同時(shí)，通過(guò)Kalman濾波器校正的慣導(dǎo)速度信息及對(duì)應(yīng)的偽距率信息與低通濾波器輸出量相加，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制預(yù)測(cè)的信號(hào)延遲，使碼環(huán)僅跟蹤剩余的慣導(dǎo)輔助誤差，提高環(huán)路動(dòng)態(tài)特性。本發(fā)明的GNSS接收機(jī)通過(guò)讀取相關(guān)器層面的同相/正交信息與SINS信息統(tǒng)一融合，消除動(dòng)態(tài)應(yīng)力減小跟蹤環(huán)路濾波帶寬降低環(huán)路測(cè)量噪聲，提高信噪比實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)接收和處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS,Global Navigation Satellite System)是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，它包括衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)及用戶終端設(shè)備，能為陸、海、空的各類(lèi)載體提供全天候、不間斷、高精度、實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位服務(wù)。GNSS的導(dǎo)航誤差不隨時(shí)間積累，但GNSS數(shù)據(jù)更新率低，在低信噪比和高動(dòng)態(tài)環(huán)境下會(huì)引起頻率和相位跟蹤誤差的振蕩。而捷聯(lián)慣導(dǎo)能承受更高動(dòng)態(tài)應(yīng)力，短時(shí)性好、不受干擾。為實(shí)現(xiàn)各導(dǎo)航子系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，獲得高精度、高抗干擾性能的導(dǎo)航系統(tǒng)，從底層硬件對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行超緊組合成為研究熱點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的超緊組合的GNSS接收機(jī)通常融合程度不佳，未能達(dá)到全局最優(yōu)化。在高動(dòng)態(tài)惡劣環(huán)境下，衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航或常規(guī)偽距層面的組合導(dǎo)航不能很好兼顧高動(dòng)態(tài)、信噪比低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的融合程度不佳、未能達(dá)到全局最優(yōu)化的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種融合程度好、能夠?qū)崿F(xiàn)全局最優(yōu)的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊。
[0005]有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，包括載波環(huán)和碼環(huán)，其中，載波環(huán)中包括載波環(huán)跟蹤輔助模塊，其中，所述載波環(huán)跟蹤輔助模塊用于去除所述GNSS接收機(jī)動(dòng)態(tài)對(duì)所述載波環(huán)的影響，提高所述載波環(huán)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能，消除環(huán)路帶寬與動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的矛盾；以及碼環(huán)中包括碼環(huán)跟蹤輔助模塊，其中，所述碼環(huán)跟蹤輔助模塊用于提高碼跟蹤精度的同時(shí)，通過(guò)Kalman濾波器校正的慣導(dǎo)速度信息及對(duì)應(yīng)的偽距率信息與低通濾波器輸出量相加，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制預(yù)測(cè)的信號(hào)延遲，使所述碼環(huán)僅跟 蹤剩余的慣導(dǎo)輔助誤差，提高環(huán)路動(dòng)態(tài)特性。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊不需要進(jìn)行信號(hào)跟蹤，采用衛(wèi)星接收機(jī)每個(gè)信號(hào)通道輸出環(huán)路跟蹤結(jié)果與MIMU部分估計(jì)偽距P SINS和偽距率^ 作為觀測(cè)信息，預(yù)測(cè)組合系統(tǒng)的姿態(tài)、速度、位置等導(dǎo)航信息。通過(guò)讀取相關(guān)器層面的同相/正交信息與SINS信息統(tǒng)一融合，消除動(dòng)態(tài)應(yīng)力減小跟蹤環(huán)路濾波帶寬降低環(huán)路測(cè)量噪聲，提高信噪比實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述載波環(huán)包括:第一相干積分器和第二相干積分器，所述第一相干積分器和第二相干積分器分別設(shè)在同相I支路和正交Q支路上，所述第一相干積分器和第二相干積分器的輸入端與數(shù)字中頻信號(hào)源以及碼NCO相連；載波環(huán)鑒相器，所述載波環(huán)鑒相器的輸入端分別與所述第一相干積分器和第二相干積分器的輸出端相連；多通道濾波器，所述多通道濾波器的輸入端與所述載波環(huán)鑒相器的輸出端相連，所述多通道濾波器輸出相位誤差ΛΡ和頻率誤差A(yù)f;載波NCO;所述載波環(huán)輔助控制模塊，所述載波環(huán)輔助控制模塊包括Kalman濾波器、MIMU和頻率估計(jì)模塊，其中:所述Kalman濾波器的輸入端與所述多通道濾波器的輸出端相連，接收來(lái)自多通道濾波器的所述ΛΡ和Af，并處理得到速度誤差S ν;所述頻率估計(jì)模塊將所述Kalman濾波器提供的δ v變?yōu)橄辔豢刂谱秩缓蟀l(fā)送給所述載波NC0，以使所述載波NCO在相位控制字的作用下跟蹤信號(hào)并得到第一偽距率八…和第一偽距P GNSS ;所述MIMU從所述Kalman濾波器的狀態(tài)估計(jì)中得到第二偽距率和弟二偽距P MIMU，所述和P MIMU和載波NCO提供的G1VSS和P (；NSS經(jīng)過(guò)減法器后，得到偽距率誤_ V和偽距誤差S P再回傳給所述Kalman濾波器作觀測(cè)信息。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述碼環(huán)包括:I/Q相關(guān)器及所述碼NC0，所述碼NCO產(chǎn)生本地復(fù)制信號(hào)，進(jìn)入所述I/Q相關(guān)器一起剝離碼信號(hào)；碼環(huán)鑒相器，所述碼環(huán)鑒相器的輸入端與所述I/Q相關(guān)器的輸出端相連，接收超前支路、即時(shí)支路和滯后支路三路信息后，經(jīng)過(guò)鑒相操作得到相位誤差ΛΡ ;環(huán)路濾波器，所述環(huán)路濾波器的輸入端與所述碼環(huán)鑒相器的輸出端相連，所述環(huán)路濾波器將鑒相結(jié)果中的噪聲濾除掉；所述碼環(huán)輔助控制模塊，所述碼環(huán)輔助控制模塊包括Kalman濾波器、MIMU和速率轉(zhuǎn)換模塊，其中:所述Kalman濾波器，所述Kalman濾波器接收來(lái)自所述碼NCO的第一偽距率Am和第一偽距P eNSS，并向所述碼NCO輸入頻率控制字；所述MIMU接收來(lái)自所述Kalman濾波器的速度誤差δ ν和位置誤差S P，并向所述Kalman濾波器輸入第二偽距率和第二偽距P MIMU,所述MIMU通過(guò)捷聯(lián)計(jì)算后輸出最終速度V和最終位置P的導(dǎo)航信息；所述速率轉(zhuǎn)換模塊，所述MMU輸出的最終速度V和最終位置P與衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)的時(shí)間信息、所述碼NCO提供的基準(zhǔn)值一起經(jīng)過(guò)加法器后輸入所述速率轉(zhuǎn)換模塊，所述速率轉(zhuǎn)換模塊的輸出值輔助所述碼NC0。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)外部MIMU信息與載波NCO輸出偽距率一起通過(guò)Kalman濾波器的輸出量來(lái)去除掉載波環(huán)所承受的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，保證載波環(huán)在惡劣環(huán)境中組合系統(tǒng)依舊可靠。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，外部MMU信息為所述碼環(huán)提供了輔助信息，保證碼環(huán)正常工作輸出偽距量測(cè)信息，避免因載波環(huán)失鎖而導(dǎo)致組合系統(tǒng)性能下降。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述載波NCO和碼NCO結(jié)合外部MIMU信息經(jīng)過(guò)Kalman濾波器同時(shí)輔助載波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)提高系統(tǒng)魯棒性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊的載波環(huán)的示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊的碼環(huán)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，包括載波環(huán)和碼環(huán)。其中，載波環(huán)中包括載波環(huán)跟蹤輔助模塊，其中，載波環(huán)跟蹤輔助模塊用于去除GNSS接收機(jī)動(dòng)態(tài)對(duì)載波環(huán)的影響，提高載波環(huán)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能，消除環(huán)路帶寬與動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的矛盾。碼環(huán)中包括碼環(huán)跟蹤輔助模塊，其中，碼環(huán)跟蹤輔助模塊用于在減小相關(guān)時(shí)間間隔、提高碼跟蹤進(jìn)度的同時(shí)，通過(guò)Kalman濾波器校正的慣導(dǎo)速度信息及對(duì)應(yīng)的偽距率信息與低通濾波器輸出量相加，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制預(yù)測(cè)的信號(hào)延遲，使碼環(huán)僅跟蹤剩余的慣導(dǎo)輔助誤差，提高環(huán)路動(dòng)態(tài)特性。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊的載波環(huán)如圖1所示。該載波環(huán)包括:第一相干積分器102A、第二相干積分器102B、載波環(huán)鑒相器103、多通道濾波器104、載波NC0105以及載波環(huán)輔助控制模塊。第一相干積分器102A和第二相干積分器102B分別設(shè)在同相I支路和正交Q支路上，第一相干積分器102A和第二相干積分器102B的輸入端與數(shù)字中頻信號(hào)源以及碼NC0101相連。載波環(huán)鑒相器103的輸入端分別與第一相干積分器102A和第二相干積分器102B的輸出端相連。多通道濾波器104的輸入端與載波環(huán)鑒相器的輸出端相連。多通道濾波器104輸出相位誤差ΛΡ和頻率誤差A(yù)f。其中載波環(huán) 輔助控制模塊具體包括Kalman濾波器106、MIMU (MEMS InertialMeasurement Unit) 107和頻率估計(jì)模塊108。Kalman濾波器106的輸入端與多通道濾波器104的輸出端相連，接收來(lái)自多通道濾波器104的ΛΡ和Λ f，并處理得到速度誤差δν。頻率估計(jì)模塊108將Kalman濾波器提供的δ ν變?yōu)橄辔豢刂谱秩缓蟀l(fā)送給載波NC0105，以使載波NCO在相位控制字的作用下跟蹤信號(hào)并得到第一偽距率^ 和第一偽距P GNSSOMIMU107從Kalman濾波器106的狀態(tài)估計(jì)中得到第二偽距率和第二偽距P MIMU。第二偽距率^.和第二偽距P HTMU和載波NCO提供的第一偽距率八^和第一偽距P GNSS經(jīng)過(guò)減法器后，得到偽距率誤差初和偽距誤差S P再回傳給Kalman濾波器106作觀測(cè)信息。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊的碼環(huán)如圖2所示。該碼環(huán)包括:I/Q相關(guān)器109及碼NC0101、碼環(huán)鑒相器110、環(huán)路濾波器111以及碼環(huán)輔助控制模塊。碼NC0101產(chǎn)生本地復(fù)制信號(hào)，進(jìn)入I/Q相關(guān)器109 —起剝離碼信號(hào)。碼環(huán)鑒相器110的輸入端與I/Q相關(guān)器109的輸出端相連，接收超前支路、即時(shí)支路和滯后支路三路信息后，經(jīng)過(guò)鑒相操作得到相位誤差ΛΡ。環(huán)路濾波器111的輸入端與碼環(huán)鑒相器110的輸出端相連，環(huán)路濾波器111將鑒相結(jié)果中的噪聲濾除掉。碼環(huán)輔助控制模塊具體包括Kalman濾波器106、MIMU107和速率轉(zhuǎn)換模塊112。Kalman濾波器106接收來(lái)自碼NC0101的第一偽距率和第一偽距P eNSS，并向碼NC0101輸入頻率控制字。MMU107接收來(lái)自Kalman濾波器106的速度誤差δ ν和位置誤差δ P，并向Kalman濾波器106輸入第二偽距車(chē)〃和第二偽距PMI?。MMU107通過(guò)捷聯(lián)計(jì)算后輸出最終速度V和最終位置P的導(dǎo)航信息。MMU107輸出的最終速度V和最終位置P與衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)的時(shí)間信息、碼NC0101提供的基準(zhǔn)值一起經(jīng)過(guò)加法器后輸入速率轉(zhuǎn)換模塊112，速率轉(zhuǎn)換模塊112的輸出值輔助碼NC0101。
[0019]綜上可知，本發(fā)明具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊與傳統(tǒng)組合不同，不需要進(jìn)行信號(hào)跟蹤。本發(fā)明的GNSS接收機(jī)采用衛(wèi)星接收機(jī)每個(gè)信號(hào)通道輸出環(huán)路跟蹤結(jié)果與MIMU部分估計(jì)偽距P SINS和偽距率火作為觀測(cè)信息，預(yù)測(cè)組合系統(tǒng)的姿態(tài)、速度、位置等導(dǎo)航信息。通過(guò)讀取相關(guān)器層面的同相/正交信息與SINS信息統(tǒng)一融合，消除動(dòng)態(tài)應(yīng)力減小跟蹤環(huán)路濾波帶寬降低環(huán)路測(cè)量噪聲，提高信噪比實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)外部MIMU信息與載波NCO輸出偽距率一起通過(guò)Kalman濾波器的輸出量來(lái)去除掉載波環(huán)所承受的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，保證載波環(huán)在惡劣環(huán)境中組合系統(tǒng)依舊可靠。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，外部MMU信息為碼環(huán)提供了輔助信息，保證碼環(huán)正常工作輸出偽距量測(cè)信息，避免因載波環(huán)失鎖而導(dǎo)致組合系統(tǒng)性能下降。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，載波NCO和碼NCO結(jié)合外部MIMU信息經(jīng)過(guò)Kalman濾波器同時(shí)輔助載波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)提高系統(tǒng)魯棒性。
[0023]需要說(shuō)明的是，前述的載波環(huán)跟蹤輔助可以采用20萬(wàn)Lut資源FPGA編程實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式載波跟蹤功能，可被后端處理器讀/寫(xiě)控制載波頻率、相位，設(shè)置相干/非相干長(zhǎng)度等功能；前述碼跟蹤環(huán)輔助可以采用20萬(wàn)Lut資源FPGA編程實(shí)現(xiàn)碼跟蹤功能，后端處理器上運(yùn)行的Kalman濾波程序可通過(guò)可編程接口讀寫(xiě)碼環(huán)NC0，實(shí)現(xiàn)對(duì)碼跟蹤環(huán)路的相位控制和讀取。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，能夠使接收機(jī)跟蹤環(huán)路工作在高動(dòng)態(tài)應(yīng)力和環(huán)路窄帶寬狀態(tài)，抑制進(jìn)入環(huán)路的噪聲功率。本發(fā)明采用外部慣性導(dǎo)航信息與衛(wèi)星接收機(jī)跟蹤環(huán)路NC0、衛(wèi)星星歷得到載波多普勒頻移，注入硬件層面的跟蹤環(huán)路發(fā)生器NCO消除動(dòng)態(tài)應(yīng)力同時(shí)縮減接收機(jī)跟蹤環(huán)路帶寬，抑制進(jìn)入環(huán)路的噪聲功率提聞系統(tǒng)精度。
[0025]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0026]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0027]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0028]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，其特征在于，包括載波環(huán)和碼環(huán)， 其中， 載波環(huán)中包括載波環(huán)跟蹤輔助模塊，其中，所述載波環(huán)跟蹤輔助模塊用于去除所述GNSS接收機(jī)動(dòng)態(tài)對(duì)所述載波環(huán)的影響，提高所述載波環(huán)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能，消除環(huán)路帶寬與動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的矛盾；以及 碼環(huán)中包括碼環(huán)跟蹤輔助模塊，其中，所述碼環(huán)跟蹤輔助模塊用于提高碼跟蹤精度的同時(shí)，通過(guò)Kalman濾波器校正的慣導(dǎo)速度信息及對(duì)應(yīng)的偽距率信息與低通濾波器輸出量相加，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制預(yù)測(cè)的信號(hào)延遲，使所述碼環(huán)僅跟蹤剩余的慣導(dǎo)輔助誤差，提聞環(huán)路動(dòng)態(tài)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，其特征在于，所述載波環(huán)包括: 第一相干積分器和第二相干積分器，所述第一相干積分器和第二相干積分器分別設(shè)在同相I支路和正交Q支路上，所述第一相干積分器和第二相干積分器的輸入端與數(shù)字中頻信號(hào)源以及碼NCO相連； 載波環(huán)鑒相器，所述載波環(huán)鑒相器的輸入端分別與所述第一相干積分器和第二相干積分器的輸出端相連； 多通道濾波器，所述多通道濾波器的輸入端與所述載波環(huán)鑒相器的輸出端相連，所述多通道濾波器輸出相位誤差ΛΡ和頻率誤差A(yù)f; 載波NCO ； 所述載波環(huán)輔助控制模塊，所述載波環(huán)輔助控制模塊包括Kalman濾波器、MIMU和頻率估計(jì)模塊，其中: 所述Kalman濾波器的輸入端與所述多通道濾波器的輸出端相連，接收來(lái)自多通道濾波器的所述ΛΡ和Λ f，并處理得到速度誤差δν; 所述頻率估計(jì)模塊將所述Kalman濾波器提供的δ ν變?yōu)橄辔豢刂谱秩缓蟀l(fā)送給所述載波NC0，以使所述載波NCO在相位控制字的作用下跟蹤信號(hào)并得到第一偽距率八?，和第一偽距 P GNSS ； 所述MIMU從所述Kalman濾波器的狀態(tài)估計(jì)中得到第二偽距- 和第二偽距P MIMU，所述皿/和P MI?和載波NCO提供的八_和P GNSS經(jīng)過(guò)減法器后，得到偽距率誤差孕和偽距誤差S P再回傳給所述Kalman濾波器作觀測(cè)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GNSS接收機(jī)，其特征在于，所述碼環(huán)包括: I/Q相關(guān)器及所述碼NC0，所述碼NCO產(chǎn)生本地復(fù)制信號(hào)，進(jìn)入所述I/Q相關(guān)器一起剝離碼信號(hào)； 碼環(huán)鑒相器，所述碼環(huán)鑒相器的輸入端與所述I/Q相關(guān)器的輸出端相連，接收超前支路、即時(shí)支路和滯后支路三路信息后，經(jīng)過(guò)鑒相操作得到相位誤差ΛΡ ； 環(huán)路濾波器，所述環(huán)路濾波器的輸入端與所述碼環(huán)鑒相器的輸出端相連，所述環(huán)路濾波器將鑒相結(jié)果中的噪聲濾除掉； 所述碼環(huán)輔助控制模塊，所述碼環(huán)輔助控制模塊包括Kalman濾波器、MIMU和速率轉(zhuǎn)換模塊，其中:所述Kalman濾波器，所述Kalman濾波器接收來(lái)自所述碼NCO的第一偽距率八…和第一偽距P eNSS，并向所述碼NCO輸入頻率控制字； 所述MIMU接收來(lái)自所述Kalman濾波器的速度誤差δ v和位置誤差δρ，并向所述Kalman濾波器輸入第二偽距車(chē)和第二偽距P 所述MIMU通過(guò)捷聯(lián)計(jì)算后輸出最終速度V和最終位置P的導(dǎo)航信息； 所述速率轉(zhuǎn)換模塊，所述MIMU輸出的最終速度V和最終位置P與衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)的時(shí)間信息、所述碼NCO提供的基準(zhǔn)值一起經(jīng)過(guò)加法器后輸入所述速率轉(zhuǎn)換模塊，所述速率轉(zhuǎn)換模塊的輸出值輔助所述碼NC0。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，其特征在于，通過(guò)外部MIMU信息與載波NCO輸出偽距率一起通過(guò)Kalman濾波器的輸出量來(lái)去除掉載波環(huán)所承受的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，保證載波環(huán)在惡劣環(huán)境中組合系統(tǒng)依舊可靠。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，其特征在于，外部MMU信 息為所述碼環(huán)提供了輔助信息，保證碼環(huán)正常工作輸出偽距量測(cè)信息，避免因載波環(huán)失鎖而導(dǎo)致組合系統(tǒng)性能下降。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的具有環(huán)路輔助的GNSS接收機(jī)基帶處理模塊，其特征在于，所述載波NCO和碼NCO結(jié)合外部MIMU信息經(jīng)過(guò)Kalman濾波器同時(shí)輔助載波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)提高系統(tǒng)魯棒性。
【文檔編號(hào)】G01S19/35GK103969663SQ201410199321
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】鄭倫貴, 尤政, 張高飛, 趙開(kāi)春, 馬林, 王曉初 申請(qǐng)人:清華大學(xué)