跟踪通道数字信号论文

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与传统数字跟踪通道相比较，新型可复用数字通道通过设计具有较强通用性的硬件通道，在使用过程中通过软件进行调节，实现对GPS、Galileo和Glonass的信号切换并跟踪。在设计过程中，通过对载波、扩频码及其产生器实现软件控制即可实现提高数字跟踪通道的通用性。

1载波器的设计

应针对不同的卫星信号系统进行设计，从而保证载波器的兼容性，首先应保证其时钟周期频率的设计，之后通过设置中心频率的范围、调节范围及精度以提高其兼容性。

1.1时钟周期时钟周期是载波的参考基准时间，其保证着载波输出数字信号的精度，这就要求时钟周期能够保证极好的精度，若不能实现则会导致输出频率出现误差。为了在时钟周期上实现兼容全部卫星信号，首先应保证采样频率高于2MHz，而作为最低2MHz的时钟频率则使得时钟周期的范围为0～500ns。

1.2设置中心频率范围中心频率是由卫星输出的中频信号决定的，故设置中心频率的范围应尽最大可能去覆盖全部的中频信号频率。根据计算现有的技术，一般中心频率保证在100MHz之内，故通过32位寄存器即能够实现全部数据的保存要求。

1.3调节范围确定频率调节的范围应首先确定其两个影响因素，包括时钟误差及多普勒频移。时钟误差是由电路中混频过程产生，这就取决于本地振荡器的频率，目前多采用1.2～1.6GHz的本地振荡器，故其对频率的影响范围为±16kHz；而多普勒频移取决于卫星与接收设备的先对运动速度，根据现有技术，其最大速度差异为8000m/s，通过计算可知其频移范围为±42kHz，故整体的频率调节范围应为±58kHz。

1.4调节精度此调节精度应满足其最高精度需求，故调节精度应为1MHz，而通过32位的寄存器进行存储的话则其覆盖范围应为±2MHz。通过上述分析，使用32位寄存器、累加器和频率控制器已经能够满足其最大精度要求。

2扩频码的设计

与载波器的设计相同，为实现跟踪不同导航卫星信号，应保证扩频码具有极好的兼容性，实现中同样以4个方面进行考虑。采用60MHz的时钟频率，32位的控制器、寄存器和累加器即可实现。

3扩频码产生器的设计

设计数字跟踪通道的扩频码产生器主要以低硬件资源和高灵活性为第一目标，故在设计中应坚持由硬件实现其逻辑需求，而通过软件实现其控制需求。

4跟踪控制设计

为了实现数字跟踪控制系统的信号处理系统的兼容性，需要通过相应的软件进行数字信号接收模式的调整，这就需要进行相应的软件设计，以实现软件的功能。通过信号捕获系统接收信号，再通过跟踪系统实现信号输入和参考信号的同步，再以定位信号输出测量数据，之后进行数据复位，通过扩频码产生器进行参数设置，在输入信号和参考信号同步之后能够进行数字跟踪通道的IP值进行累加，最后通过处理器处理后以导航电文的形式进行输出，导航电文数据是与卫星时钟时间对应的，再通过扩频码计算就能够得到目前的测量距离。

作者：李佶蒋雷敏单位：浙江工业大学