卫星信号跟踪流程

跟踪流程分为:解算相位延迟,频率牵引和稳定跟踪。

一,相位延迟,是在捕获判决之后,根据当前的码相位,计算下一个伪码到来的时刻(还需等待多少个相位);在处理C/A时,实际采样率为2.046MHz,表中的各个周期都作了双倍处理,以便于采样率匹配,即每个码片采样两个点,一个采样点表示半个码片。

二,频率牵引,即将捕获所得到的粗略频率通过锁频环调整,直到频率差缩小到锁相环允许的范围内,然后完成bit同步;接收机完成信号捕获之后,由于数据bit跳变时刻还未知,与此同时输入信号和本地载波的频率差还比较大(≈100~~500Hz),所以直接使用相位跟踪还无法保持相位锁定,这就需要一个频率牵引的过程,在此过程中可以使用频率环将频率差逐渐减小到相位环的捕获范围之内。这是因为相位差是频率差的积分,所以频率差必须接近于0才能保证相位差在一定范围内,相位跟踪还对输入信号和本地载波的相位差有更高的要求。一般都先使用频率环将输入信号和本地载波的频率差逐渐缩小到一定范围内,然后相位环才能接管环路控制。因此频率牵引过程,主要是完成载波频率和载波相位精确的同步,再实现bit同步,进入稳定跟踪后,就可以解调数据码。实现载波频率同步和载波相位同步,要使用锁频环和锁相环。

锁相环:

锁频环:

位同步:在环路刚开始从信号捕获进入信号跟踪阶段时,跨越两个比特而进行相干积分的现象不可避免,这会在相干积分结果中引入损耗。随着码环的运行,码环逐渐正确地估算出接收信号中的码相位值,并时刻保持着对接收C/A码信号的跟踪,于是根据码环对接收机C/A信号的码相位估计值,接收机可以时刻调整相干积分的起始沿,使相干积分的起始沿始终与接收信号中C/A码周期的起始沿保持对齐。因为卫星信号中的C/A码时沿与数据比特时沿存在着固有的同步关系,所以当1ms宽的相干积分时段正好与每个1ms宽的C/A码周期重合时,每个数据比特边沿就会刚好与某个相干积分的起始沿重合,也就是说,没有一个1ms宽的相干积分会跨越两个数据比特。

三,稳定跟踪,在bit同步之后,根据环路积分值,计算相位差,并实时调整锁相环锁频环,计算跟踪通道的CN0并输出数据bit。

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