關于衛星導航信號碼跟蹤精度的探討

李永財+徐伯健+陳楊

摘 要 衛星導航系統是國家基礎設施的重要組成部分，對國家的發展具有重要的意義，各國為了發展航天事業，不惜花重金進行衛星導航系統的建設，當前衛星系統的BOC調制信號被廣泛應用，傳統的PSK-R調制信號被保留下來。所以出現兩種信號同時存在的現象。偽距是衛星導航系統的最基本觀測量，主要通過碼和載波來進行信號的獲取，所以他們是衛星信號體制設計中的重要指標，碼跟蹤精度對衛星導航信號的質量有著重要的影響。

關鍵詞 衛星導航；信號；碼跟蹤精度；接收系統

中圖分類號 V4

文獻標識碼 A

文章編號 1674-6708（2016） 154-0082-02

衛星導航技術結合了傳統的無線導航和天文測繪的方式進行應用，為全球的用戶提供氣候的實時跟蹤和各項定位服務。隨著經濟水平的不斷提升，促進了科學技術的不斷進步，衛星導航系統得到了飛速的發展，并被廣泛的應用于國家的各項事業中，不僅促進了科學技術水平的進步，還會國家的安全提供了保障。衛星導航技術在應用過程中，通過信息網絡技術的有機結合，成為當前社會中運用最廣泛的信息技術。1碼跟蹤精度定性及定量分析理論

1.1 S曲線的碼跟蹤性能定性分析

S曲線的碼跟蹤主要是根據函數理論的相關知識誕生的，超前滯后碼的間距和TOA的誤差會形成一定的間距，促進了函數的形成，并被廣范應用于對環路性能的判斷。擴頻通信的構成是通過對擴頻信號的分析研究所制定的，依據相關的特征進行擴頻信號的利用，運用提取信號的方式，進行噪聲信號的處理。對應的自相關函數一旦確定下來，就會形成函數對調制信號本身的影響，另外的決定因素決定了預相關寬帶的影響。仿真信號的最小寬帶范圍的判斷方法是，預相寬帶變大，信號自相關函數的平方曲線會更接近無線寬帶曲線，可以表明信號寬帶的最小寬帶量。通過對超前減滯后碼間距的測量，信號會隨著S曲線的變化而不斷發展，S曲線能夠表現出良好的性能，并且應該的斜率值為正值，且增益較大。如果鑒別增益處的增值較大，斜率值的增加呈現不明顯的狀態，造成滯后碼間距的減少，導致S曲線的斜率出現翻轉的現象。

1.2 超前滯后鑒別器的碼跟蹤精度定量分析

碼環路的精確跟蹤是接收器的重要組成部分，主要通過S曲線進行碼跟蹤的分析。為了進一步研究碼跟蹤環路的誤差，應該在規范的范圍內，采用相干和非相干的形式進行碼跟蹤環路的精確表達，通過建模的方式，進行碼跟蹤誤差和與相關寬帶的理解，有效的進行相干和非相干的延時碼跟蹤誤差分析，并實現任意信號功率譜的形成，在任意情況下進行相干和非相干延時碼的跟蹤服務，對輸出的信號功率和干擾功率進行比較。

2 多徑干擾下的碼跟蹤精度

2.1 帶限信號碼多徑誤差包絡及其下屆

多徑主要是由反射信號和散射信號組成的，散射信號在噪聲聲道的表現中，不會對碼跟蹤產生重大的影響。所以，在進行導航信號分析的過程中，應該確定反射信號所產生的影響，如果導航信號受到接收機的影響，進行接收機的內部，多徑信號就會自動進行一定的處理，運用4個參數進行表征反應，充分展現了相位變化率和時間的延遲效果。多徑信號如果呈現穩定的狀態，相對的相位變化率則為O，所標現出來的狀態不用考慮多徑碼和載波產生的影響，對數據為暫且不用考慮。而相對于相干DLL下，所以在進行超前碼的設置上應該依照本地振動器作為統一的標準，嚴格控制頻率所信號進入到內部區域。但由于在設置過程中，多徑會存在多種現象的產生，會使多徑受到進入信號的影響，回到一定的干擾。因此，鎖相環的跟蹤信號的構成形式由合成相位的設置情況所決定，并且不能利用直達信號的形式進行表達。

2.2 載波相位多徑誤差

對于CNSS信號較弱的情況，CNSS接收機狂熱以采用調節閥來進行輸入信號的載波剝離，實現對數據的解調。由于I/Q解調法是通過對環路反饋調節的形式進行1支路信號的輸出，以便保留信號功率的最大化，同時保障Q支路輸出信號能夠保障最小的功率。載波環的特性主要分為預檢測積分時間和鑒別器的功能，通過對鑒相器信號的數據碼調試和載波信號工作，對數據的載波相位進行不敏感的鎖相環處理，此處的鎖相環應該運二象限反正切函數的敏感鎖相環的處理方式，應該確保該鑒相器的穩定性，對輸出的鑒相結果和信號幅度進行相關的控制，所以，鎖相環的鑒相器應該保持準確性，進行反正切求值的統計工作。

3 碼跟蹤精度對衛星導航信號的影響

3.1 接收系統載噪比影響因素分析

在衛星導航領域，信號的質量需要通過載噪比的構成形式作為分析的依據。在實際應用的過程中，應該利用信息接收的形式，對載噪比所產生的影響進行系統的分析。應該對碼時延和多普勒的殘留誤差進行系統的分析。信號的數字化過程主要由采樣和量化兩部分構成，應該將接收到的信號通過時域離散的形式進行信號的離散。模擬信號在進行抽樣后，根據信號趨勢的變化，來進行分析，采取抽樣值的形式，對對電平進行模擬抽取，對量化進行提前的設置，在量化實施過程中，要避免信號質量的下降。在對量化操作過程中，應該通過轉化器的方式進行量化膜的轉換，對造成的影響進行分析。對模擬信號使用采樣的方式，進行抽取，可以有效的防止信號失真而產生的不利影響。運用頻率較高的信號，對電路的數據進行系統的分析。應該通過導航信號的接收機設計，進行較高采樣頻率來進行電路數據負擔的處理。

3.2 子載波相位對碼跟蹤精度的影響

調制信號主要采用子載波相位的形式來進行自身功率的譜密度處理，砸在播的相位會對碼跟蹤精度的數據結果的形成，造成了一定的影響，應該對結合預檢積分的時間和相關的寬帶產生的影響進行分析。的影響。隨著子載波相位的不斷變化，可以將正弦更改為余弦，并對應寬帶的信號器，進行呈線性的增長，可以采用余弦相位子的載波調制信號寬帶的方式，將正弦相位子的載波進行信號的調制。調制的信號碼根據誤差應該與子載波的相位關系進行跟蹤，隨著子載波相位的變化，與對應的碼跟蹤誤差進行線性更改。載波調制的數值越大，則呈現出來的誤差也就越大。

3.3 合成損耗對碼跟蹤精度的影響

恒包絡互復技術針對信號的不同進行個數和功率的有效配置，所產生的效率也不同，應該采用合成損耗來進行度量，包括合成損耗信號功率的損失和整個系統的載噪比。與相干和非相干跟蹤碼進行相干時間和預相關寬帶的連接，在進行恒包絡合成損耗分析時，對跟蹤碼的精度進行分析，不需要考慮干擾的影響，需要機進行系統的確定，期望信號功率和載噪比進行核心影響因素的分析，只要通過接收系統的確定，信號值的功率可以實現功率某密度的處理，成為影響載噪比的最核心因素。在進行分析恒包絡互復用合成損耗過程中，對調整的信號進行譜密度的處理，與預相關寬帶和碼跟蹤環路寬帶進行聯系，確認碼跟蹤精度信號載噪比的分析。根據碼跟蹤的變化率，確定碼跟蹤誤差的變化方向與載噪比的方向進行分析，實現恒包絡互復用造成的合成損耗碼跟蹤方根誤差的實現，隨著碼跟蹤方根誤差的變化，對碼跟蹤誤差進行信號早率的變化率。

4 結論

衛星導航信號碼跟蹤精度的提高是保證衛星導航系統的重要途徑。實踐操作中，應正確認識碼跟蹤精度定性及定量分析理論，在這些理論的指導下，采取帶限信號碼多徑誤差包絡及其下屆和載波相位多徑誤差的策略，以此來達到衛星導航系統性能提高的目標，推動航天事業的進一步發展。