多路GPS信号P（Y）码相位差的测量系统

摘要

本发明公开了一种多路GPS信号的P（Y）码相位差的测量系统，该系统包括有直射信号捕获跟踪模块、阵列乘法器模块、高度测量模块。依据GPS的正交调制特性提取接收到的卫星信号的正交和同相信号，分离出C/A码和P(Y)码，然后分别对其进行等间距相同的延迟，再将其延迟后的信号和反射信号进行互相关运算，不同的延迟码片导致不同的非相干积分值，得到不同路GPS信号的P（Y）码相位差。该测量系统降低了硬件接收设备的复杂度，同时测量精度也得到了提高。

主权项

1.一种多路GPS信号P（Y）码相位差的测量系统，其特征在于：该测量系统包括有直射信号捕获跟踪模块（10）、阵列乘法器模块（20）、高度测量模块（30）；直射信号捕获跟踪模块（10）用于对直射数字中频信号s_D-IF(n)进行捕获、跟踪及导航电文的解调，得到载波频率控制字F_CW，反射卫星高度角ε，反-直延迟值N，直-基正交s_D-BB-P(n)，直-基同相s_D-BB-C(n)；其中，反射卫星高度角ε输出给高度测量模块（30）；载波频率控制字F_CW、直-基正交s_D-BB-P(n)、直-基同相s_D-BB-C(n)、反-直延迟值N分别输出给阵列乘法器模块（20）；阵列乘法器模块（20）利用多路延迟器阵列对反射数字中频信号s_R-IF(n)、直-基正交s_D-BB-P(n)和直-基同相s_D-BB-C(n)进行处理，得到直-基正交互相关功率值X_P(τ_n)和直-基同相互相关功率值X_C(τ_n)，并输出到高度测量模块（30）；高度测量模块（30）包括反-基正交功率值曲线拟合模块（304）、反-基同相功率值曲线拟合模块（305）、P（Y）码峰值检测模块（302）、C/A码峰值检测模块（303）、高度计算模块（301）；反-基正交功率值曲线拟合模块（304）将多个反-基正交功率值，即反-基正交初始功率值X_P(0)、反-基正交第一功率值X_P(1)、反-基正交第二功率值X_P(2)、……、反-基正交第M功率值X_P(M)按照散射信号相关功率模型<|YS(Δ,f)|²>进行曲线拟合，输出P（Y）码的一维功率值-时延函数X_P(τ)。反-基同相功率值曲线拟合模块（305）将多个反-基同相功率值，即反-基同相初始功率值X_C(0)、反-基同相第一功率值X_C(1)、反-基同相第二功率值X_C(2)……、反-基同相第M功率值X_C(M)按照散射信号相关功率模型<|YS(Δ,f)|²>进行曲线拟合，输出C码的一维功率值-时延函数X_C(τ)。P（Y）码峰值检测模（302）块对P（Y）码的一维功率值-时延函数X_P(τ)进行采用峰值跟踪法，拟合出峰值点，计算出峰值点对应的时延值，再将其转化为反射信号和直射信号之间的距离差ρ_p。C/A码峰值检测模块（303）对C/A码的一维功率值-时延函数X_C(τ)进行采用峰值跟踪法，拟合出峰值点，计算出峰值点对应的时延值，再将其转化为反射信号和直射信号之间的距离差ρ_c。高度计算模块（301）对多路P（Y）码相位差计算直射信号和反射信号的距离差ρ_p、多路码相位差计算直射信号和反射信号的距离差ρ_c、反射卫星高度角ε进行处理，根据海面反射的空间几何关系，信号处理平台与反射点的相对高程的计算公式为其中h表示信号处理平台与反射点的相对高程，则h_p表示多路GPS信号P(Y)码的相位差的高度测量结果，h_c表示多路GPS信号C/A码的相位差的高度测量结果，两者的测高精度可进行对比。