专利名称：一种二进制偏移载波信号的电离层误差估计方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及导航领域，具体涉及一种二进制偏移载波信号的电离层误差估计方法及系统。
背景技术：
波在一种介质中传播的速度取决于该媒质的折射率。折射率η定义为电磁波在自由空间传播速度c与在介质中速度ν的比值。对于GNSS(GlcAalNavigation Satellite System,全球导航卫星系统)发射的电磁波，在自由空间中以光速传播，在电离层和对流层中的传播速度不等于光速。折射率n= c/v(l)如果波在一种介质中的折射率不固定，而是频率f的函数，则这种介质对于该波而言是色散的。对于L波段的电磁波，电离层是色散介质，对流层是非色散介质。在色散介质中，信号载波相位的传播速度(相速vp)与波所承载的信号信息的传播速度(群速vg)不相等。np = c/vp ng = c/vg (2)群折射率ng与相折射率np的关系(可参见Hofmann-Wellenhof，B.， H. Lichtenegger,and J. Collins,GPS Theory and Practice,New York Springer-Verlag, 1993)如下
权利要求
1.一种二进制偏移载波信号的电离层误差估计方法，包括通过二进制偏移载波BOC信号跟踪环路对中频信号进行伪随机噪声码、BOC副载波和载波相位跟踪，得到第一载波相位；对所述中频信号的上边带信号进行跟踪得到第二载波相位； 对所述中频信号的下边带信号进行跟踪得到第三载波相位；根据第一载波相位和第二载波相位之差，和第一载波相位和第三载波相位之差，以及 BOC调制信号中心频率、上边带信号及下边带信号的频率，得到总电子含量TEC; 由TEC计算电离层折射在载波相位和伪距观测量上引入的误差。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述对中频信号的上/下边带信号进行跟踪得到第二/第三载波相位的步骤中，是对中频信号的上/下边带信号进行伪随机噪声码和载波相位跟踪。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括用所述BOC信号跟踪环路产生的本地伪随机噪声码与所述中频信号相乘，对所述中频信号进行伪随机噪声码剥离；所述对中频信号的上/下边带信号进行跟踪得到第二/第三载波相位的步骤中，是对剥离了伪随机噪声码后的中频信号的上/下边带信号进行载波相位跟踪。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括用所述BOC信号跟踪环路产生的本地载波与所述中频信号相乘，对所述中频信号进行 BOC复载波剥离；用所述BOC信号跟踪环路产生的本地伪随机噪声码与进行BOC复载波剥离后的中频信号相乘，进行伪随机噪声码剥离；所述对中频信号的上/下边带信号进行跟踪得到第二/第三载波相位的步骤中，是对剥离了 BOC复载波和伪随机噪声码后的中频信号的上/下边带信号残余载波进行跟踪。
5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据第一载波相位和第二载波相位之差，和第一载波相位和第三载波相位之差，以及BOC调制信号中心频率、上边带信号及下边带信号的频率，得到总电子含量TEC的步骤中，根据下式得到总电子含量TEC
6.一种二进制偏移载波信号的电离层误差估计系统，其特征在于，包括二进制偏移载波BOC信号跟踪环路，用于对中频信号进行伪随机噪声码、BOC副载波和载波相位跟踪，得到第一载波相位；上边带跟踪单元，用于对所述中频信号的上边带信号进行跟踪得到第二载波相位； 下边带跟踪单元，用于对所述中频信号的下边带信号进行跟踪得到第三载波相位； 电离层信息提取单元，用于根据第一载波相位和第二载波相位之差，和第一载波相位和第三载波相位之差，以及BOC调制信号中心频率、上边带信号及下边带信号的频率，得到总电子含量TEC;计算单元，用于由TEC计算电离层折射在载波相位和伪距观测量上引入的误差。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述上/下边带载波跟踪单元是对中频信号的上/下边带信号进行伪随机噪声码和载波相位跟踪，得到第二 /第三载波相位。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括第一乘法器，用于将所述BOC信号跟踪环路产生的本地伪随机噪声码与所述中频信号相乘，对所述中频信号进行伪随机噪声码剥离；所述上/下边带跟踪单元是对剥离了伪随机噪声码后的中频信号的上/下边带信号进行载波相位跟踪，得到第二 /第三载波相位。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括第二乘法器，用于将所述BOC信号跟踪环路产生的本地载波与所述中频信号相乘，对所述中频信号进行BOC复载波剥离；第一乘法器，用于将所述BOC信号跟踪环路产生的本地伪随机噪声码与所述第二乘法器输出的进行BOC复载波剥离后的中频信号相乘，对所述中频信号进行伪随机噪声码剥 1 ；所述上/下边带跟踪单元是对剥离了 BOC复载波和伪随机噪声码后的中频信号的上/ 下边带信号残余载波进行跟踪，得到第二 /第三载波相位。
10.如权利要求6到9中任一项所述的系统，其特征在于，所述电离层信息提取单元根据第一载波相位和第二载波相位之差，和第一载波相位和第三载波相位之差，以及BOC调制信号中心频率、上边带信号及下边带信号的频率，得到总电子含量TEC，是指根据下式得到总电子含量TEC:TEC =C(1 1 2 ) 40.3——+---\fu fl fc y其中，C为电磁波在自由空间传播速度；Φ。为第一载波相位，为第二载波相位，CK 为第三载波相位；为BOC调制信号中心频率，f 为上边带信号频率，fL为下边带信号频率；％ 1表示对1求余数，取得小数部分。
全文摘要
一种二进制偏移载波信号的电离层误差估计方法及系统；方法包括通过BOC信号跟踪环路对中频信号进行伪随机噪声码、BOC副载波和载波相位跟踪，得到第一载波相位；对所述中频信号的上边带信号进行跟踪得到第二载波相位；对所述中频信号的下边带信号进行跟踪得到第三载波相位；根据第一载波相位和第二载波相位之差，和第一载波相位和第三载波相位之差，以及BOC调制信号中心频率、上边带信号及下边带信号的频率，得到总电子含量TEC；由TEC计算电离层折射在载波相位和伪距观测量上引入的误差。本发明对于BOC信号，可以实现单频的电离层误差估计；由于使用载波相位计算TEC，因此受多径效应影响更小，受测量噪声影响也较小。
文档编号G01S19/21GK102540215SQ20101061502
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者莫钧, 邱剑宁, 韩绍伟 申请人:和芯星通科技(北京)有限公司