一种时分体制的导航增强信号跟踪方法及系统与流程

1.本发明涉及导航增强信号处理技术领域，具体而言，涉及一种时分体制的导航增强信号跟踪方法及系统。


背景技术：

2.在当代卫星通信、卫星导航系统中，广泛采用了直序扩频体制的信号设计。为了提升信息播发速率而不改变扩频码速率和扩频增益，在传统扩频信号基础上，最新的卫星系统设计中引入了码移键控(code
‑
shift
‑
keying，csk)调制信号，例如qzss系统的l6信号。csk是一种m进制正交调制信号，共有m种扩频调制信号波形，每一种波形都由一个基本码通过循环移位得到，用来表示k＝log2(m)比特信息。但是单独的csk调制信号并不适用于捕获跟踪，只适合数据传输使用。
3.为了兼顾信号的捕获跟踪和高速数据传输，在中国专利申请公开说明书，cn110244328b公开了一种导航增强信号调制方法及系统，提出了采用码周期时分技术，将采用传统bpsk调制的低速电文的码周期和csk调制的高速电文的码周期，按照固定结构进行时分后播发，解决了在一个扩频导航信号上同时实现高精度测量和高速电文播发的问题。
4.但是，由于csk调制信号存在接收处理复杂，不易获取调制所需的载波同步信号和调制符号同步信息的缺点，因此，从信号跟踪的角度来看，上述发明专利公开的一种导航增强信号调制方法及系统造成了能量的损失，并且由于不同速率电文码周期的间隔和低速电文数据位翻转的问题，上述发明提出的一种导航增强信号调制方法及系统在跟踪精度和跟踪灵敏度方面都不能达到最优。
5.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是：现有的兼顾信号捕获跟踪和高速数据传输的方法会造成能量损失，并且在信号跟踪精度和跟踪灵敏度方面不能达到最优。目的在于提供一种时分体制的导航增强信号跟踪方法及系统，解决时分体制信号中高速电文码周期不能用于跟踪造成的能量损失问题，同时提高信号的跟踪性能。
7.本发明通过下述技术方案实现：
8.一种时分体制的导航增强信号跟踪方法，包括以下步骤：
9.步骤1：接收导航射频信号，对所述导航射频信号进行射频处理，得到数字中频信号。接收的导航射频信号含有按照码周期分时复用的两种调制信号：播发低速电文的bpsk调制信号和播发高速电文的csk调制信号，二者调制的伪随机码不同但码速率和码周期相同。
10.步骤2：产生本地载波，所述本地载波包括同相载波信号和正交载波信号；利用所述同相载波信号、所述正交载波信号和所述数字中频信号进行载波剥离，得到载波剥离后
的信号。
11.步骤3：利用所述载波剥离后的信号进行码剥离，得到码剥离后的信号。
12.步骤4：对所述码剥离后的信号进行积分和清零处理，得到相干积分结果。
13.步骤5：利用所述相干积分结果进行数据解调，得到数据解调结果。
14.步骤6：利用所述相干积分结果对相邻码周期进行数据翻转计算，得到数据翻转输出结果；利用所述相干积分结果计算得到相邻码周期的相位加权因子。
15.步骤7：利用所述相干积分结果和所述数据翻转输出结果，计算得到相邻码周期的联合相干积分结果。
16.步骤8：利用所述联合相干积分结果和所述相位加权因子进行载波相位鉴相，得到载波相位鉴相结果。
17.步骤9：利用所述联合相干积分结果和所述相位加权因子进行码相位鉴相，得到码相位鉴相结果。
18.步骤10：根据所述载波相位鉴相结果进行联合载波跟踪，根据所述码相位鉴相结果进行联合码跟踪。
19.与现有技术相比，本发明处理的时分体制的导航增强信号，通过码周期时分技术将调制低速电文的伪随机码周期，与调制了高速电文的伪随机码周期时分播发。其中，低速电文和高速电文首先分别进行信道编码，提升传输可靠性。然后低速电文编码与伪码1相乘得到映射后码序列，高速电文编码则根据每次k比特信息在伪码2的m(m＝2
k
)个循环移位序列中选择一个对应序列得到映射后码序列，二者按照码周期时分图案进行分时选通，最后经基带波形调制后合成为一路调制信号。具体的，本发明一方面利用了仅用于解调高速电文的码周期参与跟踪，避免了能量损失的问题，从而达到了提高跟踪灵敏度的效果；另一方面利用高速电文码周期为csk调制，其信息调制在码相位上，不存在数据位翻转问题，而通过数据翻转检测器的引入解决了低速电文码周期的数据位翻转问题，使得相邻码周期的相干结果可以进行相干累加，因此可以确保信号的跟踪精度在高信噪比环境下达到最优。此外，本发明解决了数据位翻转的问题，因此载波跟踪采用了对数据翻转敏感的纯锁相环，载波相位鉴相器为四象限反正切鉴相器，其动态牵引范围最大，确保跟踪灵敏度最优。还引入相位加权因子和高速电文码周期参与跟踪，其中，相位加权因子使得载波相位误差鉴别结果按照最大似然概率加权，从而在低信噪比环境下也能保证良好的跟踪性能，也提高了跟踪灵敏度；高速电文码周期参与跟踪，从运算复杂度来看，除因csk调制需要增加多支路的相干积分运算外，其余创新性算法的引入都是在相干积分之后，属于低速运算，没有显著地增加运算量及存储资源，从而具有很强的实用性。
20.作为对本发明的进一步描述，对所述导航射频信号进行射频处理的方法为：对所述导航射频信号分别进行滤波、下变频和模数转换。
21.作为对本发明的进一步描述，所述载波剥离的方法为：利用所述同相载波信号和所述数字中频信号进行载波剥离运算，得到同相支路信号i；利用所述正交载波信号和所述数字中频信号相乘进行载波剥离运算，得到正交支路信号q。
22.作为对本发明的进一步描述，所述码剥离的方法包括：
23.步骤3.1：获取低速电文码周期的本地伪码信号和高速电文码周期的本地伪码信号；
24.步骤3.2：将所述载波剥离后的信号分别与所述低速电文码周期的本地伪随机码和所述高速电文码周期的伪随机码进行码剥离运算，得到码剥离后的信号。
25.对低速电文码周期而言包含超前、即时和滞后三个支路的码分别与载波剥离后的同相和正交信号相乘，再分别进行累加得到相干积分结果；对高速电文码周期而言包含2
k 1
1个支路的码(各支路间隔1/2码片)分别与载波剥离后的同相和正交信号相乘，再分别进行累加得到相干积分结果。
26.作为对本发明的进一步描述，低速电文码周期的本地伪码信号包括：超前支路的伪随机码序列、即时支路的伪随机码序列和滞后支路的伪随机码序列；所述高速电文码周期的本地伪码信号包括：2m 1个支路的伪码随机序列，其中，m表示码移键控的进制数，m＝2
k
，k为高速电文周期的码移键控的调制符号比特数。
27.作为对本发明的进一步描述，所述相干积分结果包括：低速电文码周期的相干积分结果和高速电文码周期的相干积分结果；所述低速电文码周期的相干积分结果包括：同相超前支路信号i
e
、同相即时支路信号i
p
、同相滞后支路i
l
、正交超前支路信号q
e
、正交即时支路信号q
p
和正交滞后支路q
l
；所述高速电文码周期的相干积分结果包括：2m 1个支路的同相支路信号i
j
和正交支路信号q
j
，其中，j＝0，1，
…
，2m；所述高速电文码周期的码相位延迟间隔为1/2码片。
28.作为对本发明的进一步描述，所述数据解调的方法包括：根据所述同相即时支路信号i
p
和所述正交即时支路信号q
p
，对所述低速电文码周期进行bpsk解调，得到低速电文码周期的解调结果；根据所述同相支路信号i
j
和所述正交支路信号q
j
，对所述高速电文码周期进行csk解调，得到高速电文码周期的解调结果；所述高速电文码周期的相干积分结果的2m 1个支路中，最大幅度支路对应的码延迟数代表原始调制信息。
29.作为对本发明的进一步描述，所述步骤6具体为：利用所述低速电文码周期的即时支路相干积分结果与所述高速电文码周期的最大幅度支路相干积分结果进行点积运算后，提取点积符号，得到所述数据翻转输出结果。当数据翻转输出为 1时，表示所述时分信号的相邻码周期的载波同相，当数据翻转输出为
‑
1时表示所述时分信号的相邻码周期的载波反相。
30.作为对本发明的进一步描述，
31.所述联合载波跟踪的方法包括：
32.步骤10.1.1：对所述载波相位鉴相结果进行环路滤波，得到载波调整量；
33.步骤10.1.2：利用载波数字控制振荡器获取所述载波调整量，根据所述载波调整量对所述载波数字控制振荡器进行调整，实现时分体制信号的联合载波跟踪；
34.所述码载波跟踪的方法包括：
35.步骤10.2.1：对所码相位鉴相结果进行环路滤波，得到码相位调整量；
36.步骤10.2.2：利用码数字控制振荡器获取所述码相位调整量，根据所述码相位调整量对所述码数字控制振荡器进行调整，实现时分体制信号的联合码跟踪。
37.一种时分体制的导航增强信号跟踪系统，包括：射频处理器、载波数控振荡器、码数控振荡器、本地载波生成器、本地伪码生成器、载波剥离器、码剥离器、积分清零器、数据解调器、数据翻转检测器、相位加权因子计算器、联合相干积分计算器、联合码相位误差估计器和联合载波相位误差估计器；所述载波剥离器分别与所述本地载波生成器和所述射频
处理器连接；所述本地载波生成器与所述载波数控振荡器连接；所述载波剥离器、所述码剥离器、所述积分清零器和所述数据解调器依次连接；所述本地伪码生成器分别与所述码剥离器和所述码数控振荡器连接；所述积分清零器分别与所述数据翻转检测器、所述相位加权因子计算器和所述联合相干积分计算器连接；所述联合相干积分计算器分别与所述联合码相位误差估计器和所述联合载波相位误差估计器连接。
38.其中，本地载波生成器用于产生同相和正交两支路的载波波形；本地伪随机码生成器用于产生低速电文码周期和高速电文码周期对应的不同伪码信号；载波数控振荡器(载波nco)用于控制本地载波生成器按设定频率生成本地载波；码数控振荡器(码nco)用于控制本地伪随机码生成器按设定码速率和延迟间隔生成本地伪码信号；载波剥离器用于实现数字中频信号与本地载波的载波剥离；码剥离器用于实现载波剥离后的信号与本地伪码信号的码剥离；积分清零器用于得到码剥离后的信号的相干积分结果；数据翻转检测器利用相邻码周期的即时相干积分值得到数据翻转输出结果；相位加权因子计算器利用相邻码周期的即时相干积分值的相位关系计算相位误差加权因子；联合载波相位误差估计器根据相邻码周期的即时相干积分值、数据翻转输出结果及相位误差加权因子计算得到联合载波相位误差，通过载波相位误差调整量控制载波数控振荡器，实现对时分信号的联合载波跟踪；联合码相位误差估计器根据相邻码周期的超前滞后相干积分值和数据翻转输出计算得到联合码相位误差，通过码相位误差调整量控制码数控振荡器，实现对时分信号的联合码跟踪。
39.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
40.1、本发明实施例提供的一种时分体制的导航增强信号跟踪系统，利用了本来仅用于解调高速电文的码周期参与跟踪，避免了能量损失的问题，从而达到了提高跟踪灵敏度的效果；
41.2、本发明实施例提供的一种时分体制的导航增强信号跟踪系统，利用的高速电文码周期为csk调制，其信息调制在码相位上，不存在数据位翻转问题，而通过数据翻转检测器的引入解决了低速电文码周期的数据位翻转问题，使得相邻码周期的相干结果可以相干累加，因此可以确保信号跟踪精度在高信噪比环境下达到最优；
42.3、本发明实施例提供的一种时分体制的导航增强信号跟踪系统，解决了数据位翻转的问题，因此载波跟踪采用了对数据翻转敏感的纯锁相环，载波相位鉴相器为四象限反正切鉴相器，其动态牵引范围最大，确保跟踪灵敏度最优。另外本发明还引入相位加权因子，使得载波相位误差鉴别结果按照最大似然概率加权，从而在低信噪比环境下也能保证良好的跟踪性能，也提高了跟踪灵敏度；
43.4、本发明实施例提供的一种时分体制的导航增强信号跟踪系统，引入高速电文码周期参与跟踪，从运算复杂度来看，除因csk调制需要增加多支路的相干积分运算外，其余创新性算法的引入都是在相干积分之后，属于低速运算，没有显著地增加运算量及存储资源，从而具有很强的实用性。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被
看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
45.图1为本发明实施例1提供的时分体制的导航增强信号调制原理图；
46.图2为本发明实施例1提供的时分体制信号跟踪方法的流程图；
47.图3为本发明实施例2提供的时分体制信号跟踪方法的示例实现框图；
48.图4为本发明实施例2提供的数据翻转计算实现框图；
49.图5为本发明实施例2提供的联合载波相位估计调整实现框图；
50.图6为本发明实施例2提供的联合码相位估计调整实现框图；
51.图7为本发明实施例3提供的时分体制的导航增强信号跟踪系统结构框图。
具体实施方式
52.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
53.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
54.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
55.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
56.实施例1
57.为解决时分体制信号中高速电文码周期不能用于跟踪造成的能量损失问题，同时提高信号的跟踪性能，本实施例提供了一种时分体制的导航增强信号跟踪方法，通过码周期时分技术将调制低速电文的伪随机码周期，与调制了高速电文的伪随机码周期分时播发，时分体制的导航增强信号调制方法原理如图1所示。其中，低速电文和高速电文首先分别进行信道编码，提升传输可靠性。然后低速电文编码与伪码1相乘得到映射后码序列，高速电文编码则根据每次k比特信息在伪码2的m(m＝2
k
)个循环移位序列中选择一个对应序列得到映射后的码序列，二者按照码周期时分图案进行分时选通，最后经基带波形调制后合成为一路调制信号。
58.图2为本实施例提供的一种时分体制的导航增强信号跟踪方法的流程图。如图所示，该方法包括：
59.步骤1：接收导航射频信号，对所述导航射频信号进行对所述导航射频信号分别进行滤波、下变频和模数转换，得到数字中频信号。接收的导航射频信号含有按照码周期分时复用的两种调制信号：播发低速电文的bpsk调制信号和播发高速电文的csk调制信号，二者调制的伪随机码不同但码速率和码周期相同。
60.步骤2：获取本地载波，所述本地载波包括同相载波信号和正交载波信号；利用所述同相载波信号和所述数字中频信号进行载波剥离运算，得到同相支路信号i；利用所述载波信号和所述数字中频信号相乘进行载波剥离运算，得到正交支路信号q。
61.步骤3：利用所述载波剥离后的信号进行码剥离，得到码剥离后的信号。具体的包括：
62.步骤3.1：获取低速电文码周期的本地伪码信号和高速电文码周期的本地伪码信号；
63.步骤3.2：将所述载波剥离后的信号分别与所述低速电文码周期的本地伪随机码和所述高速电文码周期的伪随机码进行码剥离运算，得到码剥离后的信号。其中，低速电文码周期的本地伪码信号包括：超前支路的伪随机码序列、即时支路的伪随机码序列和滞后支路的伪随机码序列；所述高速电文码周期的本地伪码信号包括：2m 1个支路的伪码随机序列，其中，m表示码移键控的进制数，m＝2
k
，k为高速电文周期的码移键控的调制符号比特数。
64.对低速电文码周期而言包含超前、即时和滞后三个支路的码分别与载波剥离后的同相和正交信号相乘，再分别进行累加得到相干积分结果；对高速电文码周期而言包含2
k 1
1个支路的码(各支路间隔1/2码片)分别与载波剥离后的同相和正交信号相乘，再分别进行累加得到相干积分结果。
65.步骤4：对所述码剥离后的信号进行积分和清零处理，得到相干积分结果。所述相干积分结果包括：低速电文码周期的相干积分结果和高速电文码周期的相干积分结果；所述低速电文码周期的相干积分结果包括：同相超前支路信号i
e
、同相即时支路信号i
p
、同相滞后支路i
l
、正交超前支路信号q
e
、正交即时支路信号q
p
和正交滞后支路q
l
；所述高速电文码周期的相干积分结果包括：2m 1个支路的同相支路信号i
j
和正交支路信号q
j
，其中，j＝0，1，
…
，2m；所述高速电文码周期的码相位延迟间隔为1/2码片。
66.步骤5：利用所述相干积分结果进行数据解调，得到数据解调结果。具体的，根据所述同相即时支路信号i
p
和所述正交即时支路信号q
p
，对所述低速电文码周期进行bpsk解调，得到低速电文码周期的解调结果；根据所述同相支路信号i
j
和所述正交支路信号q
j
，对所述高速电文码周期进行csk解调，得到高速电文码周期的解调结果；所述高速电文码周期的相干积分结果的2m 1个支路中，最大幅度支路对应的码延迟数代表原始调制信息。
67.步骤6：利用所述低速电文码周期的即时支路相干积分结果与所述高速电文码周期的最大幅度支路相干积分结果进行点积运算后，提取点积符号，得到所述数据翻转输出结果。当数据翻转输出为 1时，表示所述时分信号的相邻码周期的载波同相，当数据翻转输出为
‑
1时表示所述时分信号的相邻码周期的载波反相。
68.步骤7：利用所述相干积分结果和所述数据翻转输出结果，计算得到相邻码周期的联合相干积分结果。
69.步骤8：利用所述联合相干积分结果和所述相位加权因子进行载波相位鉴相，得到
载波相位鉴相结果。
70.步骤9：利用所述联合相干积分结果和所述相位加权因子进行码相位鉴相，得到码相位鉴相结果。
71.步骤10：对所述载波相位鉴相结果进行环路滤波，得到载波调整量；根据所述载波调整量对所述载波数字控制振荡器进行调整，实现时分体制信号的联合载波跟踪。对所码相位鉴相结果进行环路滤波，得到码相位调整量；根据所述码相位调整量对所述码数字控制振荡器进行调整，实现时分体制信号的联合码跟踪。
72.实施例2
73.图3为本实施例提供的时分体制的导航增强信号跟踪方法示例的实现框图。本实施例中，时分体制的导航增强信号仅考虑调制单一载波且码速率和码周期均固定的情况，因此时分复用的码周期共用同一载波nco和码nco，详细实现步骤如下：
74.步骤1：载波nco分别驱动正弦表和余弦表，正弦表生成同相载波信号，余弦表生成正交载波信号。同相载波信号和数字中频信号相乘得到同相支路信号i，正交载波信号和数字中频信号相乘得到正交支路信号q，完成载波剥离运算。
75.步骤2：码nco分别驱动两路码发生器产生本地伪码信号：码发生器1及对应移位寄存器生成超前、即时和滞后3个支路的伪随机码序列，得到低速电文码周期的本地伪码信号；码发生器2及对应移位寄存器生成2m 1个支路的伪随机码序列，得到高速电文码周期的本地伪码信号。本地伪码信号分别与剥离载波后的信号相乘，完成码剥离运算。
76.步骤3：码剥离后的各支路信号分别经过积分清零器的累加，得到各支路的相干积分结果：低速电文码周期得到超前(i
e
和q
e
)、即时(i
p
和q
p
)和滞后(i
l
和q
l
)相干积分结果，高速电文码周期得到2m 1路相干积分结果(i
j0
，i
j1
，
…
，i
j2m
和q
j0
，q
j1
，
…
，q
j2m
)。
77.步骤4：利用相干积分结果进行数据解调：低速电文码周期根据即时支路积分结果i
p
和q
p
进行bpsk解调；高速电文码周期根据整数码移位支路的积分结果i
j
和q
j
(j＝1，3，
…
，2m
‑
1)进行csk解调，取其中最大幅度支路jmax对应的码延迟数代表原始的调制信息。
78.步骤5：利用即时支路的相干积分结果计算相邻码周期的数据翻转输出，数据翻转计算的实现框图如图4所示。低速电文码周期的即时支路相干积分结果(i
p
和q
p
)与高速电文码周期的最大幅度支路相干积分结果(i
jmax
和q
jmax
)进行点积运算后，再提取点积的符号得到数据翻转输出结果flip：
79.flip＝sign(i
p
×
i
jmax
q
p
×
q
jmax
)
80.其中sign(x)表示取符号函数，当x大于等于0时输出为 1，否则输出
‑
1，即数据翻转输出结果为
±
1，输出flip为 1时表示低速电文码周期和高速电文码周期的相位同相，为
‑
1时表示低速电文码周期和高速电文码周期的相位相差180
°
。
81.步骤6：联合相干积分结果的计算。当相邻码周期分别为低速电文码周期和高速电文码周期时，由于低速电文为bpsk调制，电文符号的变化会导致载波相位180
°
的翻转；高速电文为csk调制，电文符号的变化是对应码相位的移动，而载波相位固定。因此当对两种电文码周期进行相干积分累加时，是以高速电文码周期的载波相位为参考，结合上述数据翻转输出的结果flip消除低速电文码周期数据位翻转的影响，得到联合相干积分结果：
82.ie_all＝i
jmax
‑1 flip
×
i
e
，q
e_all
＝q
jmax
‑1 flip
ꢀ×
q
e
；
83.i
p_all
＝i
jmax
flip
×
i
p
，q
p_all
＝q
jmax
flip
×
q
p
；
84.i
l_all
＝i
jmax 1
flip
×
i
l
，q
l_all
＝q
jmax 1
flip
×
q
l
；
85.步骤7：相位加权因子计算。由于接收信号噪声的存在，对于数据翻转结果的输出并不能保证其百分之百正确，因此引入了加权因子的计算。对于正确概率高的数据翻转结果，可以认为本次鉴别器输出可靠的概率高，应以较大的权重输出；相反，对于正确概率低的数据翻转结果，可以认为本次鉴别器输出可靠的概率低，应以较小的权重输出。
86.当信号处于稳定跟踪状态时，低速电文码周期的即时支路(i
p
和q
p
)与高速电文码周期的最大幅度支路(i
jmax
和q
jmax
)分别为对应码周期的能量最大支路，定义θ为矢量1(i
p
，q
p
)和矢量2(i
jmax
，，q
jmax
)的夹角。根据上述翻转输出结果flip的计算，当|θ|≤90
°
时flip为 1，此时|θ|的值越接近0
°
判断正确的概率越大，而|θ|的值越接近90
°
判断正确的概率越小；当|θ|＞90
°
时flip为
‑
1，此时|θ|的值越接近180
°
判断正确的概率越大，而|θ|的值越接近90
°
判断正确的概率越小。因此，定义当|θ|的值为90
°
时的加权因子值为0，当|θ|的值为0
°
或180
°
时的加权因子值为1，当|θ|的值为其它值时的加权因子在0～1内均匀且单调分布，这样的加权因子都适用于相邻码周期联合相位估计的概率加权因子。本发明的示例中采用的最大似然概率相位加权因子为：
[0087][0088]
这种基于最大似然概率的加权因子并不唯一，任何与上述数据翻转正确判断概率的单调性相同的加权因子均适用于本发明的时分体制信号的联合载波跟踪。
[0089]
步骤8：联合载波相位估计调整实现框图如图5所示。即时支路的联合相干积分结果ip_all和qp_all通过载波相位鉴别器进行鉴相，得到鉴相输出δθ0。由于联合相干积分结果消除了数据位的翻转，可以使用纯锁相环鉴相器，例如四象限反正切atan2。鉴相器输出δθ0与相位加权因子α相乘得到联合载波相位误差估计δθ，再通过环路滤波器进行滤波处理，得到最终的载波调整量。载波调整量反馈到载波nco，对载波nco进行调整，实现对时分体制信号的载波跟踪。
[0090]
步骤9：联合码相位估计调整实现框图如图6所示。超前支路和滞后支路的联合相干积分结果i
e_all
、q
e_all
、i
l_all
和q
l_all
通过码相位鉴别器进行鉴相，得到码相位误差估计δτ。码相位鉴别器有多种实现方法，本发明提供一种归一化的非相干超前减滞后功率鉴别器，其数学表达式为：
[0091][0092]
码相位误差估计δτ再通过环路滤波器进行滤波处理，得到最终的码调整量。码调整量反馈到码nco，对码nco进行调整，实现对时分体制信号的码跟踪。
[0093]
实施例3
[0094]
图7为本实施例提供的时分体制的导航增强信号跟踪系统的整体框图。时分体制的导航增强信号跟踪系统，包括：射频处理器、载波数控振荡器、本地载波生成器、载波剥离器、码剥离器、积分清零器、本地伪码生成器、码数控振荡器、数据解调器、数据翻转检测器、相位加权因子计算器、联合相干积分计算器、联合码相位误差估计器和联合载波相位误差估计器；所述载波剥离器分别与所述本地载波生成器和所述射频处理器连接；所述本地载
波生成器与所述载波数控振荡器连接；所述载波剥离器、所述码剥离器、所述积分清零器和所述数据解调器依次连接；所述本地伪码生成器分别与所述码剥离器和所述码数控振荡器连接；所述积分清零器分别与所述数据翻转检测器、所述相位加权因子计算器和所述联合相干积分计算器连接；所述联合相干积分计算器分别与所述联合码相位误差估计器和所述联合载波相位误差估计器连接。
[0095]
其中，
[0096]
本地载波生成器用于产生同相和正交两支路的载波波形；
[0097]
本地伪随机码生成器用于产生低速电文码周期和高速电文码周期对应的不同伪码信号；
[0098]
载波数控振荡器(载波nco)用于控制本地载波生成器按设定频率生成本地载波；
[0099]
码数控振荡器(码nco)用于控制本地伪随机码生成器按设定码速率和延迟间隔生成本地伪码信号；
[0100]
载波剥离器用于实现数字中频信号与本地载波的载波剥离；
[0101]
码剥离器用于实现载波剥离后的信号与本地伪码信号的码剥离；
[0102]
积分清零器用于得到码剥离后的信号的相干积分结果；
[0103]
数据翻转检测器利用相邻码周期即时相干积分值得到数据翻转输出结果；
[0104]
相位加权因子计算器利用相邻码周期即时相干积分值的相位关系计算相位误差加权因子；
[0105]
联合载波相位误差估计器根据相邻码周期的即时相干积分值、数据翻转输出结果及相位误差加权因子计算得到联合载波相位误差，通过载波相位误差调整量控制载波数控振荡器，实现对时分信号的联合载波跟踪；
[0106]
联合码相位误差估计器根据相邻码周期的超前滞后相干积分值和数据翻转输出计算得到联合码相位误差，通过码相位误差调整量控制码数控振荡器，实现对时分信号的联合码跟踪。
[0107]
载波nco控制本地载波生成器生成本地载波信号，码nco控制本地码生成器生成本地伪码信号。本地载波信号与数字中频信号通过载波剥离器实现载波剥离，再与本地码信号通过码剥离器实现码剥离。码剥离后的信号通过积分清零器得到相干积分结果，其中即时支路的相干积分结果通过数据翻转计算器得到数据翻转输出结果flip，通过相位加权因子计算器得到相位加权因子α。即时支路的相干积分结果与数据翻转输出flip和相位加权因子α，一同送入联合载波相位估计调整器得到联合载波调整量，通过该调整量控制载波nco实现时分体制信号的载波跟踪，联合载波相位估计调整实现框图如图5所示。超前支路和滞后支路的相干积分结果与数据翻转输出flip，送入联合码相位估计调整器得到联合码调整量，通过该调整量控制码nco实现时分体制信号的码跟踪，联合码相位估计调整实现框图如图6所示。
[0108]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。