一种GNSS反射信号的频域处理装置和方法

摘要

本发明的目的是提供一种GNSS反射信号的频域处理装置和方法。由接收天线、射频模块、信号处理模块和应用处理模块组成。通过对含有反射信号的信号进行累加和频谱变换、频域分析，估计出直射信号和各多径分量的码延时和载波频率、相位等信息。估计的多径分量的成分可以用做反射信号的利用，如利用反射信号测高，测海风等；而从接收机跟踪直射信号的角度来说，多径成分可以被分辨出来并消除，从而使得接收机整机能够在低信噪比，密集的近距离多径条件下减缓多径对码和载波跟踪带来的影响。当系统体制改变时，信号处理模块结构不变，调整其中的参数就能够对信号进行跟踪处理，为多径的利用和消除都提供了有效的解决方案。

主权项

1.一种GNSS反射信号的频域处理装置，包括接收天线模块、射频模块、信号处理模块和应用处理模块；所述接收天线模块用于接收发射机发出的模拟射频信号，射频模块用于把从天线接收的射频信号转化为模拟中频信号，信号处理模块把中频模拟信号进行处理，应用处理模块利用信号处理模块处理的结果执行相应的处理；所述信号处理模块包括A/D转换器、相关模块和提取模块；模拟中频信号经A/D转换器处理为数字中频信号，并输入至相关模块中进行相关处理，提取模块从相关模块中取得直射支路码相位延时的估计误差和载波频率与相位的估计误差、多径信号各个支路的延时和归一化增益信息，并传到应用处理模块；所述相关模块包括闭环控制单元，其特征在于，还包括解调单元和多径处理单元；上述A/D转换器转换后的数字中频信号输入到解调单元进行解调处理，解调出复数基带信号，并输入至多径处理单元对信号进行变换和分析，估计出直射支路码相位延时的估计误差和载波频率与相位的估计误差，并分别输出到提取模块和闭环控制单元，同时将输出的多径信号各个支路的延时和归一化增益信息输出到提取模块；闭环控制单元利用估计的直射支路码相位延时的估计误差和载波频率与相位的估计误差产生载波控制字和码控制字分别输出到解调单元和多径处理单元；所述解调单元包括载波映射单元，乘法器单元、数字低通滤波器a和数字低通滤波器b；载波映射单元在闭环控制单元输出的载波控制字的作用下，产生本地同相和正交支路的载波s_lI(n)和s_lQ(n)；上述载波s_lI(n)和s_lQ(n)输出到乘法器单元中分别与数字中频信号s_d(n)相乘，得到复数混频信号I_i′(n)通过数字低通滤波器a，Q_i′(n)通过数字低通滤波器b，复数混频信号滤除其中的高频成分转化为复数基带信号所述多径处理单元包括累加调整单元，FFT单元、同步码FFT映射单元、复数除法器、IFFT单元和判别单元；累加调整单元对进来的数字中频信号进行非相干累加，得到的1个周期的信号，并输出到FFT单元中经过FFT变换得到频谱并将此频谱输入到复数除法器除以同步码FFT映射单元产生限带的本地同步码的频谱，得到频谱Hx(f)，其中C′(·)表示本地产生的限带伪随机码序列，n表示信号的第n个采样时刻，n＝0、1、2、3……，TS表示信号的采样间隔，表示第n个采样时刻对码传播的延时估计；将Hx(f)输入至IFFT单元，得到在带宽是无限的情况下，该频谱的相应的时域表示hx(t)；将hx(t)输入至判别单元进行判别估计，估计出直射支路码相位延时的估计误差和载波频率与相位的估 计误差，并分别输出到提取模块和闭环控制单元，同时将输出的多径信号各个支路的延时和归一化增益信息输出到提取模块。