一种码环鉴别器及短多径抑制方法

摘要

本发明实施例提供了这一种码环鉴别器及短多径抑制方法，其中，码环鉴别器包括：载波剥离运算器、伪码发生器、伪码环路滤波器、伪码鉴相器、十个积分清零器和十个卷积运算器；十个卷积运算器中的每一卷积运算器的输入端均分别连接至载波剥离运算器的输出端和伪码发生器的输出端，十个卷积运算器输出端一一对应连接至十个积分清零器的输入端；十个积分清零器的输出端连接至伪码鉴相器的输入端，伪码鉴相器的输出端连接至伪码环路滤波器的输入端，伪码环路滤波器输出端连接至伪码发生器。应用本发明实施例，可以对短多径信号进行精确地码相位跟踪，从而有效地抑制短多径效应，获得高精度的室内定位服务。

说明书

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，特别是涉及一种码环鉴别器及短多径抑制 方法。

背景技术

目前，卫星定位系统已被广泛的应用，主要的应用场景分为室外环境场景 和室内环境场景。

其中，由于室外环境中的定位信号的多径传播方式大多是长多径传播和中 多径传播，而目前提出的抑制多径的技术对抑制长多径和中多径非常有效，因 而在室外环境下能够获得比较准确的定位精度。而由于在室内环境中定位信号 的多径传播方式大多是近距离的、短时延的短多径传播，但是现有的抑制多径 传播技术并不能有效的抑制短多径效应，这样使得定位技术在室内环境下的定 位精度并不高。

因此，如何设计一种新的码环鉴别器及应用于该新的码环鉴别器的短多径 抑制算法，以实现对短多径信号进行精确地码相位跟踪，从而有效地抑制短多 径效应，提高室内定位服务的定位精度，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种码环鉴别器及短多径抑制方法，实现了 对短多径信号进行精确地码相位跟踪，有效地抑制短多径效应，提高了室内定 位服务的定位精度。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种码环鉴别器，所述码环鉴别器包括： 载波剥离运算器、伪码发生器、伪码环路滤波器、伪码鉴相器、十个积分清零 器和十个卷积运算器；

所述十个卷积运算器中的每一卷积运算器的输入端均分别连接至所述载 波剥离运算器的输出端和所述伪码发生器的输出端，所述十个卷积运算器输出 端一一对应连接至所述十个积分清零器的输入端；

所述十个积分清零器的输出端连接至所述伪码鉴相器的输入端，所述伪码 鉴相器的输出端连接至所述伪码环路滤波器的输入端，所述伪码环路滤波器输 出端连接至所述伪码发生器。

可选地，所述十个卷积运算器中的每一卷积运算器的输入端均分别连接至 所述载波剥离运算器的输出端和所述伪码发生器的输出端，包括：

所述十个卷积运算器中的五个卷积运算器的输入端均分别连接至所述载 波剥离运算器的同相支路输出端，且所述伪码发生器的第一超前支路、第二超 前支路、即时支路、第一滞后支路和第二滞后支路的输出端分别与所述五个卷 积运算器的输入端唯一对应连接；

所述十个卷积运算器中的剩余五个卷积运算器的输入端均分别连接至所 述载波剥离运算器的正交支路输出端，且所述伪码发生器的所述第一超前支 路、所述第二超前支路、所述即时支路、所述第一滞后支路和所述第二滞后支 路的输出端分别与所述剩余五个卷积运算器的输入端唯一对应连接。

可选地，所述伪码发生器的所述第一超前支路超前即时支路d个码片，所 述第二超前支路超前所述第一超前支路d个码片；

所述伪码发生器的所述第一滞后支路滞后即时支路d个码片，所述第二滞 后支路滞后所述第一滞后支路d个码片，其中，0.2≤d≤0.3。

第二方面，本发明实施例提供了一种短多径抑制方法，应用于上述任一项 所述的码环鉴别器，所述方法包括：

将所述码环鉴别器中的伪码发生器产生的与第一超前支路对应的第一超 前支路伪码序列、与第二超前支路对应的第二超前支路伪码序列、与第一滞后 支路对应的第一滞后支路伪码序列和与第二滞后支路对应的第二滞后支路伪 码序列，分别与在载波剥离运算器中进行载波剥离后的中频数字信号在八路并 行的卷积运算器中进行解扩，以得到解扩后的八路信号，其中，所述中频数字 信号在经载波剥离运算器进行载波剥离后得到在同相支路进行载波剥离后的 第一剥离信号和在正交支路进行载波剥离后的第二剥离信号；

在所述八个积分清零器中对所述解扩后的八路信号进行相关运算，以得到 解扩时与同相支路所相关的第一超前支路、第二超前支路、第一滞后支路和第 二滞后支路所对应的第一类幅值，和解扩时与正交支路所相关的第一超前支 路、第二超前支路、第一滞后支路和第二滞后支路所对应的第二类幅值；

基于所得到的第一类幅值和第二类幅值，计算所述伪码发生器中的各个支 路经过积分清零器后的自相关幅值；

基于所述伪码发生器中的各个支路的自相关幅值和预设的非相干超前混 合滞后公式，计算由伪码发生器产生的即时支路伪码序列与接收码的相位差， 其中，所述第一剥离信号和所述第二剥离信号中携带有接收码；

根据所述相位差，调节所述伪码发生器产生的即时伪码序列的相位，以使 即时支路伪码序列与接收码在相位上保持一致。

可选地，计算伪码发生器中的任一支路的自相关幅值的预设自相关幅值计 算公式具体为：

$E=\sqrt{{I_E}^2+{Q_E}^2},$

其中，所述I_E是支路所对应的第一类幅值，所述Q_E是所述支路所对应的第 二类幅值，所述E为所述支路经过积分清零器计算后得到的自相关幅值。

可选地，所述预先构建的非相干超前混合滞后公式可为：

$\delta =\left(e^{-bt}\right)\frac{E^2-L^2}{E^2-L^2}+(1-e^{-bt})\frac{E1\times L-E\times L1}{E1\times L+E\times L1},$

其中，所述δ为由伪码发生器产生的即时伪码序列与接收码之间的相位差， 所述t为跟踪时间，b是程序调试获取的经验参数，所述E1为第二超前支路的 自相关幅值、E为第一超前支路的自相关幅值，L1为第二滞后支路的自相关幅 值、L为第一滞后支路的自相关幅值。

本发明实施例提供的一种码环鉴别器及短多径抑制方法，将在主流码环鉴 别器中的六个积分清零器增加至十个，并在伪码发生器中对应增加一对第二超 前支路和一对第二滞后支路；该种码环鉴别器再通过结合本申请所提出的非相 干超前混合滞后算法，实现了对短多径信号进行精确地码相位跟踪，有效地抑 制短多径效应，从而提高了室内定位服务的定位精度。当然，实施本发明的任 一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种码环鉴别器的原理图；

图2为本发明实施例提供的一种短多径抑制方法的示意流程图；

图3为本发明实施例的直达相关函数与同相情况下与一条多径相关函数合 成的相关函数的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种码环鉴别器及应用于该 码环鉴别器的短多径抑制方法。

首先，本发明实施例提供了一种码环鉴别器，如图1所示，该码环鉴别器 包括：

载波剥离运算器11、伪码发生器12、伪码环路滤波器13、伪码鉴相器14、 十个积分清零器15a-15j和十个卷积运算器16a-16j；

该十个卷积运算器16a-16j中的每一卷积运算器的输入端均分别连接至该 载波剥离运算器11的输出端和该伪码发生器12的输出端，该十个卷积运算器 16a-16j输出端一一对应连接至该十个积分清零器15a-15j的输入端；

该十个积分清零器15a-15j的输出端连接至该伪码鉴相器14的输入端，该伪 码鉴相器14的输出端连接至该伪码环路滤波器13的输入端，该伪码环路滤波器 13输出端连接至该伪码发生器12。

其中，值得注意的是，该十个卷积运算器16a-16j中的每个卷积运算器的输 入端均连接至载波剥离运算器11的输出端，且十个卷积运算器16a-16j中的每个 卷积运算器的输入端均和伪码发生器14的输出端相连接；另外，该十个卷积运 算器16a-16j输出端一一对应连接至该十个积分清零器15a-15j的输入端所表达 的具体含义为：卷积运算器15a的输出端连接至积分清零器16a的输入端，卷积 运算器15b的输出端连接至积分清零器16b的输入端，卷积运算器15c的输出端 连接至积分清零器16c的输入端，……，卷积运算器15j的输出端连接至积分清 零器16j的输入端。

此外，该载波剥离运算器11用于将射频前端处理得到的数字中频信号s_IF,I和s_IF,Q进行载波剥离，从而得到在相关支路i上的第一剥离信号i(n)和在正交支 路q上的第二剥离信号q(n)；该伪码发生器12用于产生与第一超前支路E对应的 第一超前支路伪码序列、与第二超前支路E1对应的第二超前支路伪码序列、与 即时支路P对应的即时支路伪码序列、与第一滞后支路L对应的第一滞后支路伪 码序列和与第二滞后支路L1对应的第二滞后支路伪码序列；该十个卷积运算器 16a-16j中卷积运算器16a至16e用于实现各个支路的伪码序列与第一剥离信号 i(n)进行载波相关，依次得到载波相关函数i_E1(n)、i_E(n)、i_P(n)、i_L(n)和i_L1(n)；卷 积运算器中16f至16j用于实现各个支路的伪码序列与第二剥离信号q(n)进行载 波相关，依次得到载波相关函数q_L1(n)、q_L(n)、q_P(n)、q_E(n)和q_E1(n)；该十个积 分清零器15a-15j中的积分清零器15a至15e用于跟卷积运算器16a至16e一一对 应连接，且积分清零器在清空上一次积分值后对卷积运算器16a至16e的输出值 进行相干积分计算，依次得到如图1所示的相干积分值I_E1、I_E、I_P、I_L和I_L1；积 分清零器15f至15j用于跟卷积运算器16f至16j一一对应连接，且积分清零器在清 空上一次积分值后对卷积运算器16f至16j的输出值进行相干积分计算，依次得 到相干积分值Q_L1、Q_L、Q_P、Q_E和Q_E1，以实现各个支路伪码序列与接收码相 关；该伪码鉴相器14用于求解各个支路伪码序列对应的自相关幅值且用于鉴定 即时伪码序列与接收码的相位差；该伪码环路滤波器用于抑制噪声及高频分 量，并且控制着环路相位校正的速度与精度。

本发明实施例提供的一种码环鉴别器及短多径抑制方法，将在主流码环鉴 别器中的六个积分清零器增加至十个，并在伪码发生器中对应增加一对第二超 前支路和一对第二滞后支路；该种码环鉴别器再通过结合本申请所提出的非相 干超前混合滞后算法，实现了对短多径信号进行精确地码相位跟踪，有效地抑 制短多径效应，从而提高了室内定位服务的定位精度。

更进一步地，在本发明实施例中，该十个卷积运算器中的每一卷积运算器 的输入端均分别连接至该载波剥离运算器的输出端和该伪码发生器的输出端， 包括：

该十个卷积运算器中的五个卷积运算器的输入端均分别连接至该载波剥 离运算器的同相支路输出端，且该伪码发生器的第一超前支路、第二超前支路、 即时支路、第一滞后支路和第二滞后支路的输出端分别与该五个卷积运算器的 输入端唯一对应连接；

该十个卷积运算器中的剩余五个卷积运算器的输入端均分别连接至该载 波剥离运算器的正交支路输出端，且该伪码发生器的该第一超前支路、该第二 超前支路、该即时支路、该第一滞后支路和该第二滞后支路的输出端分别与该 剩余五个卷积运算器的输入端唯一对应连接。

其中，值得注意的是，该十个卷积运算器16a-16j中的任意五个卷积运算器 的输入端均连接至载波剥离运算器11的同相支路i的输出端，且该任意五个卷积 运算器的输入端一一和伪码发生器14的第一超前支路E、第二超前支路E1、即 时支路P、第一滞后支路L和第二滞后支路L1的输出端相连接；另外，该十个卷 积运算器16a-16j中的剩余五个卷积运算器的输入端均连接至载波剥离运算器 11的正交支路q的输出端，且该剩余五个卷积运算器的输入端一一和伪码发生 器14的第一超前支路E、第二超前支路E1、即时支路P、第一滞后支路L和第二 滞后支路L1的输出端相连接。

更进一步地，在本发明实施例中，该伪码发生器的该第一超前支路超前即 时支路d个码片，该第二超前支路超前该第一超前支路d个码片；

该伪码发生器的该第一滞后支路滞后即时支路d个码片，该第二滞后支路 滞后该第一滞后支路d个码片，其中，0.2≤d≤0.3。

可以理解的是，在该种实现方式中，在现有主流六个相关器，即六个积分 清零器的基础上，即存在第一超前支路、即时支路、第一滞后支路，且第一超 前支路超前即时支路d个码片，第一滞后滞后滞后即时支路d个码片的基础上， 增加第二超前支路和第二滞后支路，且设置第二超前支路超前第一超前支路d 个码片，第二滞后支路超前第一滞后支路d个码片，且设置码片的大小为 0.2≤d≤0.3，可以将伪码环路滤波器的带宽设计得更窄，进而减少环路噪声。

相应于上述码环鉴别器，本发明实施例还提供了一种适用于上述码环鉴别 器的短多径抑制方法，如图2所示，该适用于上述码环鉴别器的短多径抑制方 法可以包括如下步骤：

S101：将该码环鉴别器中的伪码发生器产生的与第一超前支路对应的第一 超前支路伪码序列、与第二超前支路对应的第二超前支路伪码序列、与第一滞 后支路对应的第一滞后支路伪码序列和与第二滞后支路对应的第二滞后支路 伪码序列，分别与在载波剥离运算器中进行载波剥离后的中频数字信号在八路 并行的卷积运算器中进行解扩，以得到解扩后的八路信号，其中，该中频数字 信号在经载波剥离运算器进行载波剥离后得到在同相支路进行载波剥离后的 第一剥离信号和在正交支路进行载波剥离后的第二剥离信号；

S102：在八个积分清零器中对该解扩后的八路信号进行相关运算，以得到 解扩时与同相支路所相关的第一超前支路、第二超前支路、第一滞后支路和第 二滞后支路所对应的第一类幅值，和解扩时与正交支路所相关的第一超前支 路、第二超前支路、第一滞后支路和第二滞后支路所对应的第二类幅值；

S103：基于所得到的第一类幅值和第二类幅值，计算该伪码发生器中的各 个支路经过伪码鉴相器后的自相关幅值；

S104：基于该伪码发生器中的各个支路的自相关幅值和预设的非相干超前 混合滞后公式，计算由伪码发生器产生的即时支路伪码序列与接收码的相位 差，其中，所述第一剥离信号和所述第二剥离信号中携带有接收码；

S105：根据该相位差，调节该伪码发生器产生的即时伪码序列的相位，以 使即时支路伪码序列与接收码在相位上保持一致。

其中，伪码发生器在第一超前支路产生第一超前支路伪码序列、在第二超 前支路产生第二超前支路伪码序列、在第一滞后支路产生第一滞后支路伪码序 列及在第二滞后支路产生第二滞后支路伪码序列；该四路伪码序列分别与同相 支路、正交支路进行载波相关，得到对应的八路信号；将每路信号在一个唯一 对应的积分清零器中进行相干积分，得到每路信号所对应的相干积分，再将四 路伪码序列中的每路伪码序列在同相支路和正交支路上的相干结果进行平方 后再开方，得到各个伪码序列的自相关幅值；将得到的各个伪码序列的自相关 幅值相应代入预设的非相干超前混合滞后公式，计算此时即时伪码序列和接收 码的相位差；根据相位差调整伪码发生器产生的伪码序列的相位，以实现即时 伪码序列与即时码实现同步，从而实现准确的获取卫星系统发送的数据信息， 从而实现准确定位。

值得强调的是，具体的定位算法是现有技术，在实现接收信号与发射信号 同步的前提下实现精确的定位算法，在此不做详述。

本发明实施例提供的一种新的码环鉴别器及短多径抑制方法，将在主流码 环鉴别器中的六个积分清零器增加至十个，并在伪码发生器中对应增加一对第 二超前支路和一对第二滞后支路；该种新的码环鉴别器再通过结合本申请所提 出的非相干超前混合滞后算法，实现了对短多径信号进行精确地码相位跟踪， 有效地抑制短多径效应，从而提高了室内定位服务的定位精度。

更进一步地，计算伪码发生器中的任一支路的自相关幅值的预设自相关幅 值计算公式具体为：

$E=\sqrt{{I_E}^2+{Q_E}^2},$

其中，该I_E是支路所对应的第一类幅值，该Q_E是该支路所对应的第二类幅 值，该E为该支路经过伪码鉴相器后得到的自相关幅值。

可以理解的是，在该种实现方式中，通过将四路伪码序列中的每路伪码序 列在同相支路和正交支路上的相干结果进行平方后再开方，得到各个伪码序列 的自相关幅值的方法，避免了过度依赖载波环的工作形式和状态，即在载波环 的锁相环没有达到稳定状态，或者载波环采用的是锁频环的形式时，则相位跟 踪误差则无法确定，此时需要消除载波环相位跟踪误差对码环相关积分值的 影响，则利用对码环鉴别器进行改良，将同相支路与正交支路 上的相干积分结果进行平方后再相加再开方，由此获取超前、即时和滞后支路 上的伪码序列的自相关幅值。

更进一步地，该预先构建的非相干超前混合滞后公式可为：

$\delta =\left(e^{-bt}\right)\frac{E^2-L^2}{E^2-L^2}+(1-e^{-bt})\frac{E1\times L-E\times L1}{E1\times L+E\times L1},$

其中，所述δ为由伪码发生器产生的即时伪码序列与接收码之间的相位 差，所述t为跟踪时间，b是程序调试获取的经验参数，所述E1为第二超前支路 的自相关幅值、E为第一超前支路的自相关幅值，L1为第二滞后支路的自相关 幅值、L为第一滞后支路的自相关幅值。

其中，在主流的具有六个积分清零器的跟踪环路的基础上，增加四个积分 清零器，并利用非相干超前混合滞后法求解即时伪码序列和接收码的相位差， 从而精确地将即时伪码序列的相位调整至与接收码的相位一致，从而使得能够 有效地抑制短多径效用，取得精确的室内定位结果。

可以理解的是，在该种实现方式中，举例而言，中频数字信号在经过载波 剥离运算器进行剥离载波后得到在同相支路上的第一剥离载波信号i(n)和正交 支路上的第二载波信号q(n)，且第一剥离载波信号i(n)和第二载波信号q(n)分别 对应与本地产生的即时伪码序列在卷积运算器16c和卷积运算器16h中进行解 扩，并且解扩后输出的结果分别为i_p(n)与q_p(n)，并且具体表达式为：

i_p(n)＝AD(n)R(τ_p)cos(ω_e(n)t(n)+θ_e)

q_p(n)＝AD(n)R(τ_p)sin(ω_e(n)t(n)+θ_e)

其中，该A为输入中频信号的幅值，该D(n)是数据比特电平值，该R(·)代表 最大值为1的即时伪码序列的自相关函数，τ_p为即时伪码序列与接收码之间的相 位差，ω_e和θ_e分别为角频率差和初相位误差。

基于上述解扩结果，再对该解扩结果在即时伪码序列对应的积分清零器 15c和积分清零器15h中分别进行相干积分，则得到的第一剥离载波信号i(n)和 第二剥离载波信号q(n)所对应的相干积分结果如下：

其中，f_e为频率误差，T_coh为相干积分时间，为载波环输出的载波相位差。

值得强调的是，超前与滞后支路的相干积分计算方法与上述即时支路的相 干积分计算方法一致，差别仅在于在于τ_E与τ_L分别与τ_p相差d个码片，即在本申 请的非相干超前混合滞后算法只需要计算超前与滞后支路的相干积分的情况 下，只需要按照上述即时支路的相干积分计算方法计算即可。

当载波环采用锁相环形式并且锁相环工作在初始状态时，可按照码环鉴别 器相干点积功率法计算即时伪码序列与接收码的相位误差，其中码环鉴别器相 干点积功率计算公式为：

δ＝(I_E-I_L)×I_P

但是，通过研究各个支路的相干积分值计算原理，可知相干积分值的大小 依赖于载波环相位跟踪误差因此，为消除此依赖关系提出利用 对码环鉴别器进行改良，将同相支路与正交支路上的相干积分 结果进行平方相加后再开方，且代入各个支路得到第一超前支路、第二超前支 路、第一滞后支路、第二滞后支路和即时支路所对应的相干积分值所对应的自 相关幅值分别为：

E＝AR(τ_E)sinc(f_eT_coh)

E1＝AR(τ_E1)sinc(f_eT_coh)

P＝AR(τ_P)sinc(f_eT_coh)

L＝AR(τ_L)sinc(f_eT_coh)

L1＝AR(τ_L1)sinc(f_eT_coh)

值得强调的是，该将相干积分结果进行平方相加后再开方的方法为现有技 术，在此不做详述。其中，该E为第一超前支路所对应的自相关幅值、该E1为 第二超前支路所对应的自相关幅值、该L为第一滞后支路所对应的自相关幅值、 该L1为第二滞后支路对应的自相关幅值；其中，本申请的非相干超前混合滞后 计算公式并不需要计算即时支路所对应的自相关幅值P，在此只是对应举例说 明。

其中，上述自相关幅值计算式的物理意义是同相支路与正交支路的能量之 和，码环工作不依赖于载波环的载波相位，且主流的六个积分清零器对应的码 环鉴别器的相位差的计算方法为：

从同相支路与正交支路的能量出发，得到码环鉴别器的非相干超前减滞后 幅值法归一化计算公式：

$\delta =\frac{\sqrt{(I_E^2+Q_E^2)}-\sqrt{(I_L^2+Q_L^2)}}{\sqrt{(I_E^2+Q_E^2)}+\sqrt{(I_L^2+Q_L^2)}}=\frac{E-L}{E+L}$

且可以将超前支路与滞后支路的非相干积分功率直接相减，即得到非相干 超前减滞后功率法归一化计算公式为：

$\delta =\frac{(I_E^2+Q_E^2)-(I_L^2+Q_L^2)}{(I_E^2+Q_E^2)+(I_L^2+Q_L^2)}=\frac{E^2-L^2}{E^2+L^2}$

值得强调的是，上述非相干超前减滞后幅值法归一化算法和非相干超前减 滞后功率法归一化算法为现有技术，在此不做详述。

本发明结合主流的六个积分清零器对应的码环鉴别器的相位差的非相干 超前减滞后功率法归一化计算方法对相位差进行计算，具体地：

采用非相干超前混合滞后公式并结合非相干超前减滞后功率法归一化计 算公式对即时伪码序列和接收码的相位差进行计算，即给两个算法对应添加一 个指数型参数权重，其中，给非相干超前减滞后功率法归一化计算公式添加的 权重为(e^-bt)，给非相干超前混合滞后公式添加权重为(1-e^-bt)，即在环路开始工 作阶段，主要通过非相干超前减滞后功率法归一化计算公式对该相位差进行计 算，提高码环对码相位的跟踪速度；在环路工作稳定阶段，主要通过非相干超 前混合滞后公式对该相位差进行计算，提高码环对码相位的跟踪精度。

其中，采用非相干超前混合滞后公式并结合非相干超前减滞后功率法归一 化计算公式对即时伪码序列和接收码的相位差进行计算的具体公式为：

$\delta =\left(e^{-bt}\right)\frac{E^2-L^2}{E^2-L^2}+(1-e^{-bt})\frac{E1\times L-E\times L1}{E1\times L+E\times L1}$

下面，结合图3对本发明实施例的码环跟踪器利用非相干超前混合滞后算 法能够对短多径信号进行有效抑制进行验证。具体地，图3示出了直达相关函 数、一条多径相关函数及由该直达相关函数和该多径相关函数合成的相关函数 的示意图。

为方便说明，由于实际情况下多径信号对定位结果的影响是线性叠加的， 所以对一条多径的研究就能很好地体现算法的效果，因此，下面只针对仅存在 一条短多径的情况进行说明。

将直达信号能量与多径信号能量的比值定义为SMR＝20lg|1/a|，且令 a＝A_m/A，其中，该A为直达信号幅度，A_m为多径信号幅度；并且由于实际中直 达信号幅度大于多径信号幅度，所以a的绝对值小于1，且当a为正时代表直达 信号与多径信号同相，a为负时代表直达信号与多径信号反向。

假设多径信号的延迟为τ_m，码片持续时间为常数t，且由于伪码序列的自相 关函数主峰具有对称性，则可得到只存在直达信号的相关函数S和多径信号的 相关函数S_m的表达式分别为：

$\left(\begin{array}{c}S=\left(\begin{array}{cc}1+t,& -1\le t\le 0\\ 1-t,& 0<t\le 1\end{array}\right)\\ S_m=\left(\begin{array}{cc}a(1+t-\tau ),& t\le \tau \\ a(1-t+\tau ),& t>\tau \end{array}\right)\end{array}\right)$

并由于本发明主要是解决对短多径信号进行有效抑制问题，故将τ_m设置为 小于0.25个码片，并在仿真时将τ_m具体设定为τ_m＝0.1，且直达信号能量与多径 信号能量的比值SMR设置为14dB。则具体可得如图3所示的直达信号的相关函 数与多径信号的相关函数，以及由该直达相关函数和该多径相关函数合成的相 关函数。

根据直达信号的相关函数与多径信号的相关函数在各个区间段的线性叠 加关系，合成5段相关函数，表达式如下：

$S_{sum}=\left(\begin{array}{cc}1+t,& -1\le t<-1+\tau \\ 1+t+a(1+t-\tau ),& -1+\tau \le t<0\\ 1-t+a(1+t-\tau ),& 0\le t<\tau \\ 1-t+a(1-t+\tau ),& \tau \le t<1\\ a(1-t+\tau ),& 1\le t\le 1+\tau \end{array}\right)$

其中，1+t，-1≤t<-1+τ对应图3所示的①段；1+t+a(1+t-τ)，-1+τ≤t<0 对应图3所示的②段；1-t+a(1+t-τ)，0≤t<τ对应图3所示的③段； 1-t+a(1-t+τ)，τ≤t<1对应图3所示的④段；a(1-t+τ)，1≤t≤1+τ对应图3所示 的⑤段。

设定积分清零器间距为d＝0.25个码片，则可计算得到E1路，E路，L路和L1 路对应的自相关幅值，并将t＝-0.5，t＝-0.25分别代入②段所对应的计算公式， 将t＝0.25，t＝0.5分别代入④段所对应的计算公式，即可分别得到： E1＝0.5+a(0.5-τ)、E＝0.75+a(0.75-τ)、L＝0.75+a(0.75+τ)、L1＝0.5+a(0.5+τ)。

并将上述值分别对应代入非相干超前混合滞后计算公式，得到在短多径干 扰下的相位误差：

${\delta }_m=\frac{E1\times L-E\times L1}{E1\times L+E\times L1}=\frac{(0.5+a(0.5-\tau \left)\right)\times (0.75+a(0.75+\tau \left)\right)-(0.75+a(0.75-\tau \left)\right)\times (0.5+a(0.5+\tau \left)\right)}{(0.5+a(0.5-\tau \left)\right)\times (0.75+a(0.75+\tau \left)\right)+(0.75+a(0.75-\tau \left)\right)\times (0.5+a(0.5+\tau \left)\right)}$

公式化简得：

${\delta }_m=-\frac{a^2\tau +a\tau }{(1.5-4{\tau }^2)a^2+3a+1.5}\approx -\frac{a^2\tau +a\tau }{1.5{(a+1)}^2}$

而在设定积分清零器间距为d＝0.25，且由于此时计算的是受多径干扰下的 误差，因此代入受干扰的E值，则得到利用非相干超前减滞后功率法在短多径 干扰下多径误差估计计算公式为：

$\delta =\frac{E^2-L^2}{E^2+L^2}=-\frac{a^2\tau +a\tau }{(0.375+\frac{2}{3}{\tau }^2)a^2+0.375a+0.375}\approx -\frac{a^2\tau +a\tau }{0.375{(a+0.5)}^2+0.28125}$

由上述公式可知当τ_m小于0.25个码片时，δ_m＜δ，即可知单独利用传统的非 相干超前减滞后功率法计算相位差时存在较大的误差，因此当有短多径干扰存 在时，利用非相干超前混合滞后鉴相法计算可以有效的减少相位差。具体地， 非相干超前混合滞后鉴相算法中的第二超前支路E1路和第一超前支路E路将同 时增加a(1+t-τ)，第二滞后支路L1路和第一滞后支路L路将同时增加a(1-t+τ)，当 超前支路混合滞后支路进行码环鉴相时则可有效抑制短多径干扰，使定位接收 机在复杂室内环境中提供更高精度定位服务。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些 实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包 含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素 的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的 其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在 没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包 括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相 似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之 处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的 比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范 围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包 含在本发明的保护范围内。