BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法

技术领域

本发明涉及卫星导航信号处理领域，尤其涉及一种BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法。

背景技术

目前随着卫星导航技术的发展和推广，卫星通信频带信号激增，频带拥挤、信号间的射频干扰、导航系统间的不兼容问题越来越严重，BOC信号作为解决方案被提出，由于BOC信号具有窄相关主峰和频谱分裂特点，相比传统的BPSK信号跟踪精度更高和抗多径性能也更加优良，但是BOC信号相关函数的多副峰特性，容易引发误捕误锁，造成信号同步过程中严重的跟踪模糊问题，如果在信号跟踪过程中，锁定的是边峰，会对定位精度造成很大的影响，传统的解决方法存在牺牲BOC信号窄峰特性和对副峰的消除并不完全的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法，旨在解决现有技术中的牺牲BOC信号窄峰特性和对副峰的消除并不完全的问题的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法，包括如下步骤：

根据BOC基准信号的生成原理，得到衍生信号；

定义形状码，并将形状码组成的向量定义为形状码向量；

通过形状码向量表达CBOC信号，得到衍生信号的形状码向量；

利用形状码向量的定义得到BOC信号和衍生信号的自相关函数；

将BOC信号的自相关函数分解为四个自相关函数组合，四个子相关函数组合分别记为L1、L2、L3和L4，并将L1+L3记为C1，L1+L3记为C2；

根据特性，设计重构相关函数；

通过重构相关函数，得到BOC信号的重构相关函数；

将衍生信号的自相关函数进行与BOC信号的自相关函数相同的的自相关函数分解，并重构相关函数，得到衍生信号的重构相关函数。

根据BOC基准信号的生成原理，得到衍生信号的步骤中：

将基准sine-BOC(1,1)信号和sine-BOC(6,1)信号以预设的功率比例组合得到衍生信号。

定义形状码，并将形状码组成的向量定义为形状码向量的步骤中：

将d

通过形状码向量表达衍生信号，得到衍生信号的形状码向量的步骤中：

衍生信号由BOCs(1,1)信号和BOCs(6,1)信号组成。

利用形状码向量的定义可以得到BOC信号和衍生信号的自相关函数包括：

根据形状码向量的定义，假设任意两路扩频信号BOC的子载波调制信号，并根据方波自相关函数的特性，得到BOC信号的自相关函数；

根据衍生信号的定义和对BOC信号的定义得到衍生信号的副载波表达式，将相关参数带入衍生信号的副载波表达式，得到衍生信号的自相关函数。

根据特性，设计重构相关函数的步骤中：

将BOC(1,1)信号的C1和C2进行数学上的相加相减，将BOC(2,1)信号的C1和C2进行数学上的相加相减，对于BOC(1,1)信号，0码片处只存在一个窄主峰，且±0.5码片处副峰幅值相等，对于BOC(2,1)信号，0码片处也只有一个主峰，其余副峰的幅值也相等，根据该特性，设计重构相关函数。

本发明的有益效果体现在：基于BOC信号的形状码向量，进而推导出BOC和衍生信号的自相关表达式和矩阵形式的相关函数形式，对BOC信号的自相关函数进行分解，得到组合相关的子函数，利用子函数的对称和峰值相等特性，确定重构规则，利用重构规则对相关函数进行重构，得到只保留窄相关主峰的新的相关函数，该方法能够完全消除BOC及其衍生信号的副峰，保留窄峰特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明的BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法的步骤流程图。

图2是本发明的BOC信号副载波的形状码图。

图3是本发明的BOC(1,1)信号的自相关函数分解图。

图4是本发明的BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法的有效性仿真图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，本发明提供了一种适用于BOC及其衍生信号的无模糊跟踪方法，包括如下步骤：

S1根据BOC基准信号的生成原理，得到衍生信号。

根据BOC基准信号的生成原理，得到衍生信号的步骤中。

将基准sine-BOC(1,1)信号和sine-BOC(6,1)信号以预设的功率比例组合得到衍生信号。

S2定义形状码，并将形状码组成的向量定义为形状码向量。

定义形状码，并将形状码组成的向量定义为形状码向量的步骤中：

将d

S3通过形状码向量表达衍生信号，得到衍生信号的形状码向量。

通过形状码向量表达衍生信号，得到衍生信号的形状码向量的步骤中：

衍生信号的形状向量由BOCs(1,1)和BOCs(6,1)信号组成。

S4利用形状码向量的定义可以得到BOC信号和衍生信号的自相关函数。

利用形状码向量的定义可以得到BOC信号衍生信号的自相关函数包括：

根据形状码向量的定义，假设任意两路扩频信号BOC的子载波调制信号分别为s

根据CBOC信号的定义和对BOC信号的定义得到衍生信号的副载波表达式，将相关参数带入CBOC信号的副载波表达式，得到CBOC信号的自相关函数。

S5将BOC信号的自相关函数所对应的四个子相关函数组合分别记为L1、L2、L3和L4，并将L1+L3记为C1，L1+L3记为C2。

S6根据特性，设计重构相关函数。

根据特性，设计重构相关函数的步骤中：

将BOC(1,1)信号的C1和C2进行数学上的相加相减，将BOC(2,1)信号的C1和C2进行数学上的相加相减，对于BOC(1,1)信号，0码片处只存在一个窄主峰，且±0.5码片处副峰幅值相等，对于BOC(2,1)信号，0码片处也只有一个主峰，其余副峰的幅值也相等，根据该特性，设计重构相关函数。

S7通过BOC信号的重构相关函数，得到BOC信号的重构相关函数。

S8将衍生信号的自相关函数进行与BOC信号的自相关函数相同的自相关函数分解，并重构相关函数，得到衍生信号的重构相关函数。

具体的，衍生信号CBOC(6,1,1/11)是将基准sine-BOC(1,1)信号和sine-BOC(6,1)信号以预设的功率比例组合而成：

将d

根据形状码向量的概念，假设任意两路扩频信号BOC的子载波调制信号分别为：

s

根据方波自相关函数的特性：

Λ

故CBOC(6,1,1/11)信号的副载波可表示为：

sc(t)＝w

其中，根据CBOC信号的定义，w

其中，

上式中，为简化表达式，将CBOC(6,1,1/11)信号的形状码向量d

对于BOC信号，其形状码向量为d＝[1-11...-1]

BOC信号的子相关函数的表达式中包括多个三角函数Λ

BOC(1,1)的BOC(2,1)的子相关函数组合C1、C2都关于Y轴对称，且二者C1和C2的波峰峰值相等，这将特性将作为去除BOC信号模糊性的重要支点，将相关函数C1和C2进行数学上的相加相减，C1+C2是BOC信号自身的相关函数，对于BOC(1,1)，0码片处只存在一个窄主峰，且±0.5码片处副峰幅值相等，同样地，对于BOC(2,1)，0码片处也只有一个主峰，其余副峰的幅值也相等。根据该特性，设计重构相关函数可表示如下：

R

根据重构相关函数的表达式，可得到BOC信号的重构相关函数，CBOC(6,1,1/11)信号的子相关函数分解和重构过程与BOC相同，重构后的CBOC(6,1,1/11)相关函数与BOC信号一致，副峰被完全消除并保留了窄主峰的优势，对于提高接收机码跟踪精度具有显著优势。

具体的，基于BOC信号的形状码向量，进而推导出BOC和衍生信号的自相关表达式和矩阵形式的相关函数形式，对BOC信号的自相关函数进行分解，得到组合相关的子函数，利用子函数的对称和峰值相等特性，确定重构规则，利用重构规则对相关函数进行重构，得到只保留窄相关主峰的新的相关函数，该方法能够完全消除BOC及其衍生信号的副峰，保留窄峰特性，提高跟踪精度，同时改进了接收机中的码跟踪环路结构，减少了滤波电路，简化了接收机中的跟踪结构，硬件实现复杂性有所降低。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。