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专利名称：高动态低信躁比双频共星导航信号的联合跟踪系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种双频共星导航信号的联合跟踪系统和方法，特别涉及一种高动态低信噪比下的双频共星导航信号的联合跟踪系统和方法，属于卫星导航定位技术领域。
背景技术：
随着卫星导航技术的发展和应用范围越来越广，人们对卫星导航定位技术的要求也日益增加。随着卫星导航定位技术应用范围的不断扩大和人们对卫星导航定位技术的要求，卫星导航已经在都市遮挡环境、室内环境等恶劣环境下得到了应用，低信噪比下的导航定位技术也有着越来越重要的发展。在典型的都市环境或室内环境下，卫星导航信号将面临着高达20dB的信号衰减。为了适应低信噪比下的信号检测，跟踪环路应选择较小带宽，以降低热噪声带来的误差；但是当用户处于运动状态时，其动态较高，为了适应高动态的要求，跟踪环路带宽应尽量大。因此，低信噪比下的高动态信号检测问题是导航信号体制研究工作中的难点问题。

发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明的目的在于提供一种高动态低信噪比下的双频共星导航信号的联合跟踪方法以解决在提供良好动态跟踪能力的同时适应低信噪比环境的问题。( 二 )技术方案本发明提供一种高动态低信噪比下双频共星导航信号的跟踪系统及方法。所述系统包括:第一多普勒剥离模块、第二多普勒剥离模块、第一解扩模块、第二解扩模块、第一积分清除模块、第二积分清除模块、第一频率鉴别模块、第二频率鉴别模块、第一锁频环滤波模块、第二锁频环滤波模块、第一锁频环数控振荡器NCO模块、第二锁频环数控振荡器NCO模块、第一相位鉴别模块、第二相位鉴别模块、第一相位旋转模块、第二相位旋转模块、第一锁相环数控振荡器NCO模块、第二锁相环数控振荡器NCO模块、相位估计值求和模块、相位估计值求差模块、和路滤波器、差路滤波器、滤波结果求和模块、滤波结果求差模块、第一锁频环相位累加模块、第二锁频环相位累加模块、第一锁相环相位累加模块、第二锁相环相位累加模块、第一频率再生模块、第二频率再生模块。所述各模块间连接方式如下:第一输入信号输入至第一多普勒剥离模块，第二输入信号输入至第二多普勒剥离模块；第一锁频环数控振荡器NCO模块的输出输入至第一多普勒剥离模块和第一锁频环相位累加模块，第二锁频环数控振荡器NCO模块的输出输入至第二多普勒剥离模块和第二锁频环相位累加模块；第一多普勒剥离模块的输出输入至第一解扩模块，第二多普勒剥离模块的输出输入至第二解扩模块；第一解扩模块的输出输入至第一积分清除模块，第二解扩模块的输出输入至第二积分清除模块；第一积分清除模块的输出输入至第一频率鉴别模块和第一相位旋转模块，第二积分清除模块的输出输入至第二频率鉴别模块和第二相位旋转模块；第一相位旋转模块的输出输入至第一相位鉴别模块，第二相位旋转模块的输出输入至第二相位鉴别模块；第一锁相环数控振荡器NCO模块的输出输入至第一相位旋转模块和第一锁相环相位累加模块，第二锁相环数控振荡器NCO模块的输出输入至第二相位旋转模块和第二锁相环相位累加模块；第一相位鉴别模块的输出输入至相位估计值求和模块和相位估计值求差模块，第二相位鉴别模块的输出输入至相位估计值求和模块和相位估计值求差模块；相位估计值求和模块的输出输入至和路滤波器，相位估计值求差模块的输出输入至差路滤波器；和路滤波器的输出输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块，差路滤波器的输出输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块；滤波结果求和模块的输出输入至第一锁相环数控振荡器NCO模块，滤波结果求差模块的输出输入至第二锁相环数控振荡器NCO模块；第一频率鉴别模块的输出输入至第一锁频环滤波模块，第二频率鉴别模块的输出输入至第二锁频环滤波模块；第一锁频环滤波模块的输出输入至第一锁频环数控振荡器NCO模块，第二锁频环滤波模块的输出输入至第二锁频环数控振荡器NCO模块；第一锁频环相位累加模块和第一锁相环相位累加模块的输出均输入至第一频率再生模块，第二锁频环相位累加模块和第二锁相环相位累加模块的输出均输入至第二频率再生模块。(三)有益效果本发明所提出的双频信号联合跟踪技术，采用双频正交分解的方式完成对输入双频信号的联合跟踪，分别对输入双频信号的和支路和差支路进行滤波，有效降低了差支路的动态，且同时提高了和支路和差支路的信噪比，能有效适应于低信噪比下的导航信号跟踪，显著提高了高动态低信噪比下的信号跟踪精度。


图1是本发明一个实施例的在低信噪比高动态下的卫星导航信号的双频联合跟踪系统的模块连接图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。本发明提出一种双频共星导航信号的联合跟踪系统及其跟踪方法，所谓双频共星导航信号是指来自同一卫星的双频导航信号。本发明的跟踪系统的输入信号包括双频导航信号，其分别两个来自同一卫星的不同频率的发射信号，该系统的输出是频率跟踪结果，其能够提供低信噪比下的较高精度频率跟踪结果。所述跟踪系统主要对来自同一卫星的不同频率信号的载波相位鉴别结果进行了求差和求和运算，再分别对求差结果和求和结果进行滤波，降低噪声，再根据滤波结果求得双频信号的频率字。图1所示为本发明的一个实施例的高动态低信噪比下导航信号的跟踪系统的模块连接图。如图所示，所述实施例的系统包括:第一多普勒剥离模块、第二多普勒剥离模块、第一解扩模块、第二解扩模块、第一积分清除模块、第二积分清除模块、第一频率鉴别模块、第二频率鉴别模块、第一锁频环滤波模块、第二锁频环滤波模块、第一锁频环数控振荡器NCO模块、第二锁频环数控振荡器NCO模块、第一相位鉴别模块、第二相位鉴别模块、第一相位旋转模块、第二相位旋转模块、第一锁相环数控振荡器NCO模块、第二锁相环数控振荡器NCO模块、相位估计值求和模块、相位估计值求差模块、和路滤波器、差路滤波器、滤波结果求和模块、滤波结果求差模块、第一锁频环相位累加模块、第二锁频环相位累加模块、第一锁相环相位累加模块、第二锁相环相位累加模块、第一频率再生模块、第二频率再生模块；所述第一、第二多普勒剥离模块用于接收输入信号，输出中频和多普勒剥离之后的基带信号；所述第一、第二解扩模块用于接收多普勒剥离之后的基带信号，输出伪码剥离之后的基带信号；所述第一、第二积分清除模块用于接收载波和伪码剥离之后的基带信号，进行伪码周期内的相干累加；所述第一、第二频率鉴别模块用于对相干累加后的基带信号进行频率鉴别，输出频率鉴别结果；所述第一、第二锁频环滤波模块用于对频率鉴别后的结果进行滤波，输出滤除噪声之后的频率鉴别结果；所述第一、第二锁频环数控振荡器NCO模块接收锁频环的频率字修正结果，控制锁频环的载波频率；所述第一、第二相位鉴别模块用于对相位旋转后的基带信号进行相位鉴别，输出相位鉴别结果；所述第一、第二相位旋转模块用于对相干累加后的基带信号进行相位旋转，输出待鉴别相位的基带信号；所述第一、第二锁相环数控振荡器NCO模块用于接收锁相环的频率字修正结果，控制锁相环的相位；所述相位估计值求和模块用于将第一、第二锁相环的滤波后相位鉴别结果相加；所述相位估计值求差模块用于将第一、第二锁相环的滤波后相位鉴别结果相减；所述和路滤波器用于对相加后的相位鉴别结果滤波，输出滤除噪声后的相位鉴别结果和值；所述差路滤波器用于对相减后的相位鉴别结果滤波，输出滤除噪声后的相位鉴别结果差值；所述滤波结果求和模块用于对差路滤波器和和路滤波器的结果相加再除以2，得到第一锁相环的相位误差值；所述滤波结果求差模块用于对和路滤波器和差路滤波器的结果相减再除以2，得到第二锁相环的相位误差值；所述第一、第二锁频环相位累加模块用于对锁频环相位鉴别结果进行累加，得到相应的控制字；所述第一、第二锁相环相位累加模块用于对锁相环相位鉴别结果进行累加，得到相应的控制字；所述第一、第二频率再生模块用于生成本地的载波频率。根据本发明，上述各模块间连接方式如下:第一输入信号输入至第一多普勒剥离模块，第二输入信号输入至第二多普勒剥离模块；
第一锁频环数控振荡器NCO模块的输出输入至第一多普勒剥离模块和第一锁频环相位累加模块，第二锁频环数控振荡器NCO模块的输出输入至第二多普勒剥离模块和第二锁频环相位累加模块；第一多普勒剥离模块的输出输入至第一解扩模块，第二多普勒剥离模块的输出输入至第二解扩模块；第一解扩模块的输出输入至第一积分清除模块，第二解扩模块的输出输入至第二积分清除模块；第一积分清除模块的输出输入至第一频率鉴别模块和第一相位旋转模块，第二积分清除模块的输出输入至第二频率鉴别模块和第二相位旋转模块；第一相位旋转模块的输出输入至第一相位鉴别模块，第二相位旋转模块的输出输入至第二相位鉴别模块；第一锁相环数控振荡器NCO模块的输出输入至第一相位旋转模块和第一锁相环相位累加模块，第二锁相环数控振荡器NCO模块的输出输入至第二相位旋转模块和第二锁相环相位累加模块；第一相位鉴别模块的输出输入至相位估计值求和模块和相位估计值求差模块，第二相位鉴别模块的输出输入至相位估计值求和模块和相位估计值求差模块；相位估计值求和模块的输出输入至和路滤波器，相位估计值求差模块的输出输入至差路滤波器；和路滤波器的输出输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块，差路滤波器的输出输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块；滤波结果求和模块的输出输入至第一锁相环数控振荡器NCO模块，滤波结果求差模块的输出输入至第二锁相环数控振荡器NCO模块；第一频率鉴别模块的输出输入至第一锁频环滤波模块，第二频率鉴别模块的输出输入至第二锁频环滤波模块；第一锁频环滤波模块的输出输入至第一锁频环数控振荡器NCO模块，第二锁频环滤波模块的输出输入至第二锁频环数控振荡器NCO模块；第一锁频环相位累加模块和第一锁相环相位累加模块的输出均输入至第一频率再生模块，第二锁频环相位累加模块和第二锁相环相位累加模块的输出均输入至第二频率再生模块。下面来说明本发明的导航信号的跟踪方法。本发明的方法的核心步骤为:步骤
(9)和步骤(10)。根据本发明的上述系统的实施例，基于上述系统时，本发明的方法包括如下步骤:(I)第一输入信号和第一锁频环数控振荡器NCO模块输出的本地频率再生信号同时送入第一多普勒剥离模块，通过正交下变频运算进行频率剥离，得到第一频率支路的去载波之后的信号；其中，第一输入信号和第二输入信号分别是来自同一卫星的不同频率的信号;(2)第二输入信号和第二锁频环数控振荡器NCO模块输出的本地频率再生信号同时送入第二多普勒剥离模块，通过正交下变频运算进行频率剥离，得到第二频率支路的去载波之后的信号；
(3)第一多普勒剥离模块输出的信号经过第一解扩模块之后送入第一积分清除模块，第二多普勒剥离模块输出的信号经过第二解扩模块之后送入第二积分清除模块，第一积分清除模块和第二积分清除模块分别对输入信号执行降采样率和低通滤波，再分别对执行了降采样率和低通滤波处理后的信号执行积分累加运算，之后，第一积分清除模块和第二积分清除模块同时将两路积分清除结果输出，其中，第一积分清除模块输出的积分清除结果输入至第一频率鉴别模块和第一相位旋转模块，第二积分清除模块输出的积分清除结果输入至第二频率鉴别模块和第二相位旋转模块，之后，同时接步骤(4)和步骤(7)；(4)第一频率鉴别模块接收第一输入信号的积分清除结果后，用所述第一输入信号的积分清除结果进行频率鉴别，得到第一输入信号和第一锁频环数控振荡器NCO模块的输出信号之间频率误差的估计值；第二频率鉴别模块接收第二输入信号的积分清除结果后，用所述第二输入信号的积分清除结果进行频率鉴别，得到第二输入信号和第二锁频环数控振荡器NCO模块的输出信号之间频率误差的估计值；(5)将第一频率鉴别模块的频率鉴别结果送入第一锁频环滤波模块，进行滤波后，输出第一锁频环频率控制字；将第二频率鉴别模块的频率鉴别结果送入第二锁频环滤波模块，进行滤波后，输出第二锁频环频率控制字；(6)第一锁频环频率控制字和第二锁频环频率控制字分别送入第一锁频环数控振荡器NCO模块和第二锁频环数控振荡器NCO模块用以调节本地再生信号的频率，同时第一锁频环频率控制字送入第一锁频环相位累加模块，第二锁频环频率控制字送入第二锁频环相位累加模块，接步骤(11);步骤(I) (6)构成锁频环，通过其循环工作完成对输入信号多普勒频率的动态跟踪和修正。(7)第一相位旋转模块接收从步骤(3)第一积分清除模块输出的积分清除结果，第二相位旋转模块接收从步骤(3)第二积分清除模块输出的积分清除结果；同时，第一相位旋转模块接收从第一锁相环数控振荡器NCO模块输出的相位信号，第二相位旋转模块接收从第二锁相环数控振荡器NCO模块输出的相位信号；第一相位旋转模块将接收的积分清除结果和相位信号进行相位旋转运算，完成对积分清除结果的相位剥离并输出相位剥离信号，第二相位旋转模块将接收的积分清除结果和相位信号进行相位旋转运算，完成对积分清除结果的相位剥离并输出相位剥离信号；(8)第一相位鉴别模块接收第一相位旋转模块输出的信号并对该接收的信号进行相位鉴别，得到相位剥离信号的第一相位估计值，并输出；第二相位鉴别模块接收第二相位旋转模块输出的信号并对该接收的信号进行相位鉴别，得到相位剥离信号的第二相位估计值，并输出；(9)将第一相位估计值同时送入相位估计值求和模块和相位估计值求差模块，并将第二相位估计值同时送入相位估计值求和模块和相位估计值求差模块；再将相位估计值求和模块的结果送入和路滤波器，并将相位估计值求差模块的结果送入差路滤波器，分别进行滤波后，和路滤波器输出和路频率值，差路滤波器输出差路频率值；和路滤波器输出的和路频率值同时输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块，并且差路滤波器输出的差路频率值同时输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块；
(10)滤波结果求和模块的输出送入第一锁相环数控振荡器NCO模块，用以调节本地再生信号的相位，生成第一锁相环频率控制字，同时将第一锁相环频率控制字送入第一锁相环相位累加模块；滤波结果求差模块的输出送入第二锁相环数控振荡器NCO模块，用以调节本地再生信号的相位，生成第二锁相环频率控制字，同时第二锁相环频率控制字送入第二锁相环相位累加模块，接步骤(12)；步骤(7) (10)构成锁相环，通过其循环工作完成对积分清除结果信号相位的动态跟踪和修正。(11)对于步骤(6)输出的锁频环频率控制字，第一锁频环相位累加模块对输入的第一锁频环频率控制字进行相位累积，第二锁频环相位累加模块对输入的第二锁频环频率控制字进行相位累积；锁频环相位累加模块的位数要求大于锁频环频率控制字的位数，以保证在要求的积累时间内，锁频环相位累加模块的输出不会频繁溢出；第一锁频环相位累加模块的锁频环再生载波相位并送入第一频率再生模块，第二锁频环相位累加模块的锁频环再生载波相位并送入第二频率再生模块；(12)对于步骤(10)输出的锁相环频率控制字，第一锁相环相位累加模块对输入的第一锁相环频率控制字进行相位累积，第二锁相环相位累加模块对输入的第二锁相环频率控制字进行相位累积；锁相环相位累加模块的位数要求大于锁相环频率控制字的位数，以保证在要求的积累时间内，锁相环相位累加模块的结果不会频繁溢出；第一锁相环相位累加模块的锁相环再生载波相位并送入第一频率再生模块，第二锁相环相位累加模块的锁相环再生载波相位并送入第二频率再生模块；(13)第一频率再生模块同时接收步骤(11)中第一锁频环相位累加模块输出的锁频环再生载波相位和步骤(12)中第一锁相环相位累加模块输出的锁相环再生载波相位，合并后得到第一输入信号的再生相位；第二频率再生模块同时接收步骤(11)中第二锁频环相位累加模块输出的锁频环再生载波相位和步骤(12)中第二锁相环相位累加模块输出的锁相环再生载波相位，合并后得到第二输入信号的再生相位；(14)第一频率再生模块对所得到的第一输入信号的再生相位进行差分运算得到第一输入信号的再生频率，从而得到第一输入信号的多普勒频率估计值；第二频率再生模块对所得到的第二输入信号的再生相位进行差分运算得到第二输入信号的再生频率，从而得到第二输入信号的多普勒频率估计值；从而实现双频联合跟踪。在本发明中，多普勒剥离模块、解扩模块、积分清除模块可以省略或合并，相位旋转模块可以和相位鉴别模块合并，锁频环滤波器模块可以和频率鉴别模块合并，锁频环相位累加模块可以和锁频环NCO合并，锁相环相位累加模块可以和锁相环NCO合并。本发明的低信噪比高动态双频联合跟踪方法可由计算机程序实现。以上所述的具体实施例，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，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，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。
权利要求
1.一种双频共星导航信号的联合跟踪系统，用于接收来自同一卫星的两个不同频率的第一输入信号和第二输入信号，输出频率跟踪结果，其特征在于，该系统包括:第一多普勒剥离模块、第二多普勒剥离模块、第一解扩模块、第二解扩模块、第一积分清除模块、第二积分清除模块、第一频率鉴别模块、第二频率鉴别模块、第一锁频环滤波模块、第二锁频环滤波模块、第一锁频环数控振荡器NCO模块、第二锁频环数控振荡器NCO模块、第一相位鉴别模块、第二相位鉴别模块、第一相位旋转模块、第二相位旋转模块、第一锁相环数控振荡器NCO模块、第二锁相环数控振荡器NCO模块、相位估计值求和模块、相位估计值求差模块、和路滤波器、差路滤波器、滤波结果求和模块、滤波结果求差模块、第一锁频环相位累加模块、第二锁频环相位累加模块、第一锁相环相位累加模块、第二锁相环相位累加模块、第一频率再生模块、第二频率再生模块； 所述第一、第二多普勒剥离模块用于接收输入信号，输出中频和多普勒剥离之后的基带信号； 所述第一、第二解扩模块用于接收多普勒剥离之后的基带信号，输出伪码剥离之后的基带信号； 所述第一、第二积分清除模块用于接收载波和伪码剥离之后的基带信号，进行伪码周期内的相干累加； 所述第一、第二频率鉴别模块用于对相干累加后的基带信号进行频率鉴别，输出频率鉴别结果； 所述第一、第二锁频环滤波模块用于对频率鉴别后的结果进行滤波，输出滤除噪声之后的频率鉴别结果； 所述第一、第二锁 频环数控振荡器NCO模块接收锁频环的频率字修正结果，控制锁频环的载波频率； 所述第一、第二相位鉴别模块用于对相位旋转后的基带信号进行相位鉴别，输出相位鉴别结果； 所述第一、第二相位旋转模块用于对相干累加后的基带信号进行相位旋转，输出待鉴别相位的基带信号； 所述第一、第二锁相环数控振荡器NCO模块用于接收锁相环的频率字修正结果，控制锁相环的相位； 所述相位估计值求和模块用于将第一、第二锁相环的滤波后相位鉴别结果相加； 所述相位估计值求差模块用于将第一、第二锁相环的滤波后相位鉴别结果相减； 所述和路滤波器用于对相加后的相位鉴别结果滤波，输出滤除噪声后的相位鉴别结果和值； 所述差路滤波器用于对相减后的相位鉴别结果滤波，输出滤除噪声后的相位鉴别结果差值; 所述滤波结果求和模块用于对差路滤波器和和路滤波器的结果相加再除以2，得到第一锁相环的相位误差值； 所述滤波结果求差模块用于对和路滤波器和差路滤波器的结果相减再除以2，得到第二锁相环的相位误差值； 所述第一、第二锁频环相位累加模块用于对锁频环相位鉴别结果进行累加，得到相应的控制字； 所述第一、第二锁相环相位累加模块用于对锁相环相位鉴别结果进行累加，得到相应的控制字； 所述第一、第二频率再生模块用于生成本地的载波频率。
2.如权利要求1所述的双频共星导航信号的联合跟踪系统，其特征还在于，所述各模块之间的连接关系为:第一输入信号输入至第一多普勒剥离模块，第二输入信号输入至第二多普勒剥离模块；第一锁频环数控振荡器NCO模块的输出输入至第一多普勒剥离模块和第一锁频环相位累加模块，第二锁频环数控振荡器NCO模块的输出输入至第二多普勒剥离模块和第二锁频环相位累加模块；第一多普勒剥离模块的输出输入至第一解扩模块，第二多普勒剥离模块的输出输入至第二解扩模块；第一解扩模块的输出输入至第一积分清除模块，第二解扩模块的输出输入至第二积分清除模块；第一积分清除模块的输出输入至第一频率鉴别模块和第一相位旋转模块，第二积分清除模块的输出输入至第二频率鉴别模块和第二相位旋转模块；第一相位旋转模块的输出输入至第一相位鉴别模块，第二相位旋转模块的输出输入至第二相位鉴别模块；第一锁相环数控振荡器NCO模块的输出输入至第一相位旋转模块和第一锁相环相位累加模块，第二锁相环数控振荡器NCO模块的输出输入至第二相位旋转模块和第二锁相环相位累加模块；第一相位鉴别模块的输出输入至相位估计值求和模块和相位估计值求差模块，第二相位鉴别模块的输出输入至相位估计值求和模块和相位估计值求差模块；相位估计值求和模块的输出输入至和路滤波器，相位估计值求差模块的输出输入至差路滤波器；和路滤波器的输出输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块，差路滤波器的输出输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块；滤波结果求和模块的输出输入至第一锁相环数控振荡器NCO模块，滤波结果求差模块的输出输入至第二锁相环数控振荡器NCO模块；第一频率鉴别模块的输出输入至第一锁频环滤波模块，第二频率鉴别模块的输出输入至第二锁频环滤波模块；第一锁频环滤波模块的输出输入至第一锁频环数控振荡器NCO模块，第二锁频环滤波模块的输出输入至第二锁频环数控振荡器NCO模块；第一锁频环相位累加模块和第一锁相环相位累加模块的输出均输入至第一频率再生模块，第二锁频环相位 累加模块和第二锁相环相位累加模块的输出均输入至第二频率再生模块。
3.一种双频共星导航信号的联合跟踪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)第一输入信号和第一锁频环数控振荡器NCO模块输出的本地频率再生信号同时送入第一多普勒剥离模块，通过正交下变频运算进行频率剥离，得到第一频率支路的去载波之后的信号； (2)第二输入信号和第二锁频环数控振荡器NCO模块输出的本地频率再生信号同时送入第二多普勒剥离模块，通过正交下变频运算进行频率剥离，得到第二频率支路的去载波之后的信号； (3)第一多普勒剥离模块输出的信号经过第一解扩模块之后送入第一积分清除模块，第二多普勒剥离模块输出的信号经过第二解扩模块之后送入第二积分清除模块，第一积分清除模块和第二积分清除模块分别对输入信号执行降采样率和低通滤波，再分别对执行了降采样率和低通滤波处理后的信号执行积分累加运算，之后，第一积分清除模块和第二积分清除模块同时将两路积分清除结果输出，其中，第一积分清除模块输出的积分清除结果输入至第一频率鉴别模块和第一相位旋转模块，第二积分清除模块输出的积分清除结果输入至第二频率鉴别模块和第二相位旋转模块，之后，同时接步骤(4)和步骤(7)； (4)第一频率鉴别模块接收第一输入信号的积分清除结果后，用所述第一输入信号的积分清除结果进行频率鉴别，得到第一输入信号和第一锁频环数控振荡器NCO模块的输出信号之间频率误差的估计值；第二频率鉴别模块接收第二输入信号的积分清除结果后，用所述第二输入信号的积分清除结果进行频率鉴别，得到第二输入信号和第二锁频环数控振荡器NCO模块的输出信号之间频率误差的估计值； (5)将第一频率鉴别模块的频率鉴别结果送入第一锁频环滤波模块，进行滤波后，输出第一锁频环频率控制字；将第二频率鉴别模块的频率鉴别结果送入第二锁频环滤波模块，进行滤波后，输出第二锁频环频率控制字； (6)第一锁频环频率控制字和第二锁频环频率控制字分别送入第一锁频环数控振荡器NCO模块和第二锁频环数控振荡器NCO模块用以调节本地再生信号的频率，同时第一锁频环频率控制字送入第一锁频环相位累加模块，第二锁频环频率控制字送入第二锁频环相位累加模块，接步骤(11); 步骤(I) (6)构成锁频环，通过其循环工作完成对输入信号多普勒频率的动态跟踪和修正。
(7)第一相位旋转模块接收从步骤(3)第一积分清除模块输出的积分清除结果，第二相位旋转模块接收从步骤(3)第二积分清除模块输出的积分清除结果；同时，第一相位旋转模块接收从第一锁相环数控振荡器NCO模块输出的相位信号，第二相位旋转模块接收从第二锁相环数控振荡器NCO模块输出的相位信号；第一相位旋转模块将接收的积分清除结果和相位信号进行相位旋转运算，完成对积分清除结果的相位剥离并输出相位剥离信号，第二相位旋转模块将接收的积分清除结果和相位信号进行相位旋转运算，完成对积分清除结果的相位剥离并输出相位剥离信号； (8)第一相位鉴别模块接收第一相位旋转模块输出的信号并对该接收的信号进行相位鉴别，得到相位剥离信号的第一相位估计值，并输出；第二相位鉴别模块接收第二相位旋转模块输出的信号并对该接收的信号进行相位鉴别，得到相位剥离信号的第二相位估计值，并输出； (9)将第一相位估计值同时送入相位估计值求和模块和相位估计值求差模块,并将第二相位估计值同时送入相位估计值求和模块和相位估计值求差模块；再将相位估计值求和模块的结果送入和路滤波器，并将相位估计值求差模块的结果送入差路滤波器，分别进行滤波后，和路滤波器输出和路频率值，差路滤波器输出差路频率值； 和路滤波器输出的和路频率值同时输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块，并且差路滤波器输出的差路频率值同时输入至滤波结果求和模块和滤波结果求差模块； (10)滤波结果求和模块的输出送入第一锁相环数控振荡器NCO模块，用以调节本地再生信号的相位，生成第一锁相环频率控制字，同时将第一锁相环频率控制字送入第一锁相环相位累加模块；滤波结果求差模块的输出送入第二锁相环数控振荡器NCO模块，用以调节本地再生信号的相位，生成第二锁相环频率控制字，同时第二锁相环频率控制字送入第二锁相环相位累加模块，接步骤(12)； 步骤(7) (10)构成锁相环，通过其循环工作完成对积分清除结果信号相位的动态跟踪和修正。
(11)对于步骤(6)输出的锁频环频率控制字，第一锁频环相位累加模块对输入的第一锁频环频率控制字进行相位累积，第二锁频环相位累加模块对输入的第二锁频环频率控制字进行相位累积；锁频环相位累加模块的位数要求大于锁频环频率控制字的位数，以保证在要求的积累时间内，锁频环相位累加模块的输出不会频繁溢出；第一锁频环相位累加模块的锁频环再生载波相位并送入第一频率再生模块，第二锁频环相位累加模块的锁频环再生载波相位并送入第二频率再生模块； (12)对于步骤(10)输出的锁相环频率控制字，第一锁相环相位累加模块对输入的第一锁相环频率控制字进行相位累积，第二锁相环相位累加模块对输入的第二锁相环频率控制字进行相位累积；锁相环相位累加模块的位数要求大于锁相环频率控制字的位数，以保证在要求的积累时间内，锁相环相位累加模块的结果不会频繁溢出；第一锁相环相位累加模块的锁相环再生载波相位并送入第一频率再生模块，第二锁相环相位累加模块的锁相环再生载波相位并送入第二频率再生模块； (13)第一频率再生模块同时接收步骤(11)中第一锁频环相位累加模块输出的锁频环再生载波相位和步骤(12)中第一锁相环相位累加模块输出的锁相环再生载波相位，合并后得到第一输入信号的再生相位；第二频率再生模块同时接收步骤(11)中第二锁频环相位累加模块输出的锁频环再生载波相位和步骤(12)中第二锁相环相位累加模块输出的锁相环再生载波相位，合并后得到第二输入信号的再生相位； (14)第一频率再生模块对所得到的第一输入信号的再生相位进行差分运算得到第一输入信号的再生频率，从而得到第一输入信号的多普勒频率估计值；第二频率再生模块对所得到的第二输入信号的再生相位进行差分运算得到第二输入信号的再生频率，从而得到第二输入信号的多普勒频 率估计值；从而实现双频联合跟踪。
全文摘要
本发明公开了一种高动态低信噪比下导航信号的跟踪系统及方法。所述系统包括两个多普勒剥离模块、两个解扩模块、两个积分清除模块、两个频率鉴别模块、两个锁频环滤波模块、两个锁频环数控振荡器NCO模块、两个相位鉴别模块、两个相位旋转模块、两个锁相环数控振荡器NCO模块、一个相位估计值求和模块、一个相位估计值求差模块、一个和路滤波器、一个差路滤波器、一个滤波结果求和模块、一个滤波结果求差模块、两上锁频环相位累加模块、两个锁相环相位累加模块、两个频率再生模块。本发明在提供良好动态跟踪能力的同时，还能适应低信噪比环境。
文档编号G01S19/43GK103197334SQ20131006100
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者徐颖, 袁洪, 欧阳光洲, 魏东岩, 黄明明 申请人:中国科学院光电研究院