一种GNSS电文解调的方法、装置及卫星导航接收机与流程

本发明属于卫星定位与导航领域，尤其涉及一种gnss电文解调的方法、装置及卫星导航接收机。

背景技术：

目前，全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem，gnss)包含了美国的gps、俄罗斯的glonass、欧盟的galileo系统、中国的北斗导航系统(bds)，gnss系统旨在全天候地为用户提供卫星导航定位服务。以gps系统为例，该系统由三部分组成，即空间部分、地面部分和用户装置部分。空间部分由24颗卫星组成(目前正常运行的实际卫星数目约为30左右)，分布在6个轨道上，每个轨道上不均匀的分布着四颗卫星。空间星座部分上的各颗卫星向地面发射导航信号。地面监控部分通过接收、测量各个卫星信号，进而确定卫星的运行轨道，并将运行轨道信息上传给卫星，让其在所播发的信号上转发这些信号的轨道信息。最后，卫星导航接收机通过接收、测量各颗可见的卫星信号，进而确定卫星导航接收机的pvt(即位置、速度和时间)信息。

由于频段资源有限，gnss卫星信号利用具有高度自相关性的伪随机码(prn)实现码分复用(cmda)，从而达到不同卫星在同一频点发送导航信息的目的，另外通过prn携带的时间信息可以计算出卫星与接收机之间的几何距离，这是实现卫星单点定位的必要条件，故此类伪随机码也被称为测距码(后文称测距码)。卫星的捕获就是确定可见卫星信号的载波频率和码相位的过程。

卫星导航接收机在捕获成功之后转入跟踪，跟踪环路根据捕获得到的载波频率和码相位输出与测距码对齐的1毫秒积分数据。在位同步成功之后，电文解调开始，进而下载完整的星历信息完成pvt解算，实现首次定位。由于现有技术是在位同步成功之后，才开始电文解调，因此导致首次定位时间较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种gnss电文解调的方法、装置、可读存储介质及卫星导航接收机，旨在解决由于在位同步成功之后，才开始电文解调，导致首次定位时间较长的问题。

第一方面，本发明提供了一种gnss电文解调的方法，所述方法包括：

卫星捕获成功后控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道，其中n是自然数；

控制主跟踪通道进行位同步，控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流，控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流；

分别对n个辅助跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流进行帧同步；

主跟踪通道位同步成功后，控制主跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流；

判断n个辅助跟踪通道中的任意一个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步是否成功，如果成功，则使用主跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流并根据帧同步成功的结果继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道；若n个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步都失败，则使用主跟踪通道的导航比特数据流进行帧同步及继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道。

第二方面，本发明提供了一种gnss电文解调的装置，所述装置包括：

跟踪通道启动模块，用于卫星捕获成功后控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道，其中n是自然数；

跟踪通道控制模块，用于控制主跟踪通道进行位同步，控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流，控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流；

帧同步模块，用于分别对n个辅助跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流进行帧同步；

电文解调模块，用于主跟踪通道位同步成功后，控制主跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流；

判断模块，用于判断n个辅助跟踪通道中的任意一个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步是否成功；

收集星历和释放模块，用于如果判断模块判断n个辅助跟踪通道中的任意一个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步成功，则使用主跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流并根据帧同步成功的结果继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道；若n个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步都失败，则使用主跟踪通道的导航比特数据流进行帧同步及继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道。

第三方面，本发明提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的gnss电文解调的方法的步骤。

第四方面，本发明提供了一种卫星导航接收机，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的gnss电文解调的方法的步骤。

在本发明中，由于卫星捕获成功后控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道；控制主跟踪通道进行位同步，控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流，控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流。即通过增加至少一个额外的跟踪通道在跟踪阶段提前进行电文解调，由于额外的跟踪通道占用时间有限(位同步完成之后就被释放)，且现在卫星导航接收机的跟踪通道一般都有富余，因此无需增加太多硬件资源便可有效地缩短首次定位时间。此方法适用于在导航电文比特中未增加二次编码的gnss信号类型。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的gnss电文解调的方法流程图。

图2是本发明实施例二提供的gnss电文解调的装置的功能模块框图。

图3是本发明实施例四提供的卫星导航接收机的具体结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

请参阅图1，本发明实施例一提供的gnss电文解调的方法包括以下步骤：需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的gnss电文解调的方法并不以图1所示的流程顺序为限。

s101、卫星捕获成功后控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道，其中n是自然数。

在本发明实施例一中，s101具体可以为：

卫星捕获成功后，计算初步的信噪比，若信噪比高于预设阈值，则控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道。

在本发明实施例一中，s101具体包括以下步骤：

卫星捕获成功后获得可见卫星的载波频率和码相位；

控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道，主跟踪通道和n个辅助跟踪通道根据载波频率和码相位剥离载波和测距码，分别得到与测距码对齐的1毫秒同相支路积分数据和正交支路积分数据。

s102、控制主跟踪通道进行位同步，控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流，控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流。

在本发明实施例一中，所述控制主跟踪通道进行位同步具体为：

控制主跟踪通道以进入跟踪阶段的时刻为时间起点开始进行位同步。

所述控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流具体包括以下步骤：

控制其中一个辅助跟踪通道以进入跟踪阶段的时刻为比特边界，将比特边界后连续的一个比特时长的同相支路积分数据进行累加，根据累加值的符号对导航电文进行解调，得到导航比特数据流。

所述控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流具体包括以下步骤：

控制其余的n-1个辅助跟踪通道在进入跟踪阶段时刻的基础上依次延迟预设时间间隔作为比特边界，将比特边界后连续的一个比特时长的同相支路积分数据进行累加，根据累加值的符号对导航电文进行解调，得到导航比特数据流。

当卫星是gps时，一个比特时长是20毫秒，预设时间间隔为1至20毫秒，例如5毫秒、10毫秒等，当卫星是北斗geo(geostationaryearthorbit，地球静止轨道)时，一个比特时长是2毫秒，预设时间间隔为1毫秒。

s103、分别对n个辅助跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流进行帧同步。

s104、主跟踪通道位同步成功后，控制主跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流。

在本发明实施例一中，s104具体包括以下步骤：

主跟踪通道位同步成功后，确定真实的比特边界，控制主跟踪通道开启电文解调，将比特边界后连续的一个比特时长的同相支路积分数据进行累加，根据累加值的符号对导航电文进行解调，得到导航比特数据流。

当卫星是gps时，一个比特时长是20毫秒，当卫星是北斗geo时，一个比特时长是2毫秒。

s105、判断n个辅助跟踪通道中的任意一个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步是否成功，如果成功，则使用主跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流并根据帧同步成功的结果继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道；若n个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步都失败，则使用主跟踪通道的导航比特数据流进行帧同步及继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道。

实施例二：

请参阅图2，本发明实施例二提供的gnss电文解调的装置包括：

跟踪通道启动模块11，用于卫星捕获成功后控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道，其中n是自然数；

跟踪通道控制模块12，用于控制主跟踪通道进行位同步，控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流，控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流；

帧同步模块13，用于分别对n个辅助跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流进行帧同步；

电文解调模块14，用于主跟踪通道位同步成功后，控制主跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流；

判断模块15，用于判断n个辅助跟踪通道中的任意一个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步是否成功；

收集星历和释放模块16，用于如果判断模块判断n个辅助跟踪通道中的任意一个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步成功，则使用主跟踪通道开启电文解调后得到的导航比特数据流并根据帧同步成功的结果继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道；若n个辅助跟踪通道的导航比特数据流帧同步都失败，则使用主跟踪通道的导航比特数据流进行帧同步及继续收集星历，并且释放n个辅助跟踪通道。

本发明实施例二提供的gnss电文解调的装置及本发明实施例一提供的gnss电文解调的方法属于同一构思，其具体实现过程详见说明书全文，此处不再赘述。

实施例三：

本发明实施例三还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例一提供的gnss电文解调的方法的步骤。

实施例四：

图3示出了本发明实施例四提供的卫星导航接收机的具体结构框图，一种卫星导航接收机100，包括：

一个或多个处理器101；

存储器102；以及

一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器102中，并且被配置成由所述一个或多个处理器101执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例一提供的gnss电文解调的方法的步骤。

在本发明中，由于卫星捕获成功后控制同时启动主跟踪通道和n个辅助跟踪通道；控制主跟踪通道进行位同步，控制其中一个辅助跟踪通道开启电文解调得到导航比特数据流，控制其余的n-1个辅助跟踪通道依次延迟预设时间间隔开启电文解调得到导航比特数据流。即通过增加至少一个额外的跟踪通道在跟踪阶段提前进行电文解调，由于额外的跟踪通道占用时间有限(位同步完成之后就被释放)，且现在卫星导航接收机的跟踪通道一般都有富余，因此无需增加太多硬件资源便可有效地缩短首次定位时间。此方法适用于在导航电文比特中未增加二次编码的gnss信号类型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。