[其他]在射頻信號接收中減少周期滑動誤差的方法和儀器

無效

• 申請號: 86103902
• 申請日: 1986-06-18
• 公開（公告）號: CN86103902A
• 公開（公告）日: 1987-02-18
• 發明（設計）人: 佩恩奇;羅伯特·戈達德
• 申請（專利權）人: 兆脈沖公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;G01S3/14
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬,杜有文

本發明涉及能夠提供發射諸如導航、定位或有關的射頻跟蹤脈沖或類似情況的洛倫-C系統以及與其類似的射頻系統，在這種系統中攜帶接收設備的運載工具在接收和處理操作過程中要承受加速和其它類似的現象，這可能導致周期鎖定滑動誤差。

作為洛倫-C跟蹤的一個實例通常采用在洛倫導航脈沖的第三個清晰周期的第六個零點交叉（或第六個發動點）上鎖定的導航接收器，例如在美國通訊專利№、3，921，076中以及在這篇專利中引證的參考文獻中都描述過這種導航接收器，它們都具有適宜于本發明的實用接收器的特征;再例如，在本發明的共同受讓人的美國通訊專利№、3，786，334和№、4，151，528中描述了幾個適合于發射導航脈沖的發射機。眾所周知，洛倫-C系統的工作頻率為100千赫茲其主發射臺（M）在事先規定的組重復時間間隔（GRI）發射8個脈沖的脈沖組。兩個或多個副發射臺也使用同樣的GRI發射8個脈沖的脈沖組。副發射臺的發射要和主發射臺的發射同步，所有的發射臺均具有單一時隙。在運載的或其它的機動接收位置，導航接收器跟蹤主發射臺和副發射臺的信號并且決定主發射臺信號和來自于每一個副發射臺的相應發射之間的時間差。在主發射臺和每一個副發射臺的接收之間的時間差就限定了位置跟蹤的路線或雙曲線，而許多這種路線中的兩條線的交點就決定了導航接收器的位置。

在上述最先提到的接收器專利中描述了用于獨特的第三個周期鎖定的鎖相回路的工作情況。但是，存在這樣的情況，即對攜帶用被發射的洛倫-C信號監測和導航的接收器的運載工具進行加速時可能要產生周期部分鎖定誤差，這是因為導航接收器的加速比鎖相回路可能跟上的或可能調節的速度快。例如，具有這種性質的鎖相回路能夠跟上攜帶這種導航接收器運載工具的加速度譬如為1/10g。但對于數量級為1/2g或更大些的運載工具加速度，跟蹤回路就不可能響應那么快，取樣電路就可能落后（或超前），從而使鎖定滑動到第二周期（或第四周期），最終使洛倫-C頻率產生一個±10/微秒的誤差。在某些情況下雖然誤差的校正或許是緩慢的，但這一誤差畢竟是臨時性的;在另外一些情況下根本不可能得到校正。產生這種帶來不利影響的加速度的原因可能是由于導航接收器的實際的移動，或者可能是由于在主發射臺和副發射臺之間產生的洛倫-C信號軌跡或曲線的畸變所致，這里所說的畸變是由電網場或大的有效反射物或其它畸變物場的存在引起的，上述反射物或畸變物引起的效應類似于較快穿過洛倫信號曲線的效應。

因此，本發明的目的旨在為接收洛倫-C信號和與其類似的射頻信號而提供一種新的改進的方法和儀器，使用這種方法即使不能根除也能大大降低由接收器運載工具或定位加速或者由能引起類似信號的其它場致畸變導致的可能存在的周期鎖定誤差。

本發明的另一個目的是還將提供一種更為新的信號鎖定儀器和更通用的方法。

本發明的其它目的將在下面予以說明，并且將在后面的權利要求書中進行更為詳細地敘述。

總之，從本發明的一個重要觀點出發，本發明提出了一個能排除在接收洛倫-C信號和與其類似的射頻信號時，由接收器位置加速效應和模擬上述效應的其它畸變效應引起的周期鎖定滑動誤差的方法。本發明包括用時間常數足夠快的濾波器來接收射頻信號并取樣和跟蹤該射頻信號的周期，以便對接收器位置所承受的最大加速度進行調節，從而能夠避免在確定一個事先規定的周期零交叉中的周期滑動，它還包括一個獨立的時間常數足夠慢的后置濾波以便平滑數據，并且不與所述的取樣發生相互作用。此外，本發明還包括用來自所有發射臺的濾波信號并對其加權的辦法來估算導航接收器的時鐘誤差，從而能用品質最佳的信號來保證時鐘估算的質量。至于最佳實施例和最佳方式的細節，以后再予介紹。

下面參照附圖描述本發明，圖1是實施本發明方法的優選接收儀器的方塊圖;

圖2是描述圖1所示系統工作情況的信號包路線和信號波形圖;

圖3是圖1所示系統中使用的最佳周期跟蹤濾波器的方塊圖;

圖4和圖5是圖1所示系統中使用的最佳后置濾波器和時鐘跟蹤濾波器的類似方塊圖。本發明的突出特點是使用快時間常數（數量級為1秒左右）高增益鎖相取樣跟蹤濾波器，這個濾波器的響應足夠快從而可以避免任何可能產生的接收器運載工具或位置加速的周期滑動（雖然還有噪音波動），另外還有一個后置濾波器用來平滑所得數據而不影響快時間常數鎖相取樣周期跟蹤濾波器的取樣選通操作。此外還有一個基本的特點，即用可以得到的最佳品質的信號來估算接收器的時鐘誤差。

與鎖相回路（PLL）操作有關的特殊技術是：