CN103869337A - 跟踪全球导航卫星***信号的方法和设备及其接收机 - Google Patents

跟踪全球导航卫星***信号的方法和设备及其接收机 Download PDF

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Abstract

提供了一种跟踪全球导航卫星***信号的方法和设备及其接收机。该方法包括：产生包括E码、P码、L码、第一码和第二码的各个复制码；计算接收的卫星信号和复制码的相关值；鉴别从分别与复制码相应的相关点导出的多个斜率的梯度；并且根据鉴别结果检测由于多径信号分量而导致的时间延迟。

Description

跟踪全球导航卫星***信号的方法和设备及其接收机
本申请要求于2012年12月12日提交的第10-2012-0144801号韩国专利申请的权益，该申请的主题通过引用合并于此。
技术领域
本发明构思涉及信号处理方法，更具体地讲，涉及用于跟踪全球导航卫星***（GNSS）的信号的方法和设备。本发明构思还涉及包括这样的设备和/或使用这样的方法的卫星信号接收机。
背景技术
GNSS本质上是一组***，该一组***共同地能够定位目标对象的位置、然后使用卫星阵列将关于该目标对象的位置信息提供给地面接收装置。
GNSS包括由美国运行的全球定位***（GPS）、由俄罗斯运行的全球导航卫星***（GLONASS）和由欧盟运行的伽利略定位***。为了有效地运行，GNSS必须获取并跟踪卫星信号。存在与这个处理相关联的许多困难，并且许多环境效果和运行效果降低了卫星信号的质量和可接收度。这些降低效果之一被称为“多径”。多径是这样的信号传输现象：通常接收机接收到同一信号的沿着不同传输路径传播的两个或更多个不同的（例如，时间或相位）版本。目前正在对识别并减轻GNSS中的多径的性能降低效果的方式进行研究。
发明内容
本发明构思提供一种信号处理方法，更具体地讲，提供一种用于跟踪全球导航卫星***（GNSS）的信号的方法和设备以及包括该方法和设备的卫星信号接收机，该方法和设备以及卫星信号接收机能够检测多径效应并且当从GNSS获取卫星信号并跟踪该卫星信号时补偿这些效应。
根据本发明构思的一方面，提供一种跟踪卫星导航***中的信号的方法，该方法包括：产生包括E码、P码、L码以及第一码和第二码的复制码；计算接收的信号和复制码的多个相关值；鉴别从分别与复制码相应的相关点导出的多个斜率的梯度；并且根据鉴别结果检测由于多径信号分量而导致的时间延迟。
跟踪信号的方法还可包括根据检测时间延迟的结果来计算用于补偿当前同步时间点的延迟误差的补偿值。
相关点中的每个可位于具有作为每个轴的时间延迟和相关值的平面上的相关响应曲线图上。
鉴别多个斜率的梯度的步骤可包括鉴别所述多个斜率中的每个的梯度符号和梯度值。
检测时间延迟的步骤可包括基于比较所述多个斜率的梯度符号和梯度值的结果来检测时间延迟。
鉴别所述多个斜率的梯度的步骤可包括：导出连接E点和第一点的第一斜率、连接第一点和P点的第二斜率、连接L点和第二点的第三斜率、以及连接第二点和P点的第四斜率；并且鉴别第一斜率至第四斜率中每个的梯度。
检测时间延迟的步骤可包括根据比较梯度符号和梯度值中的至少一个的结果来检测时间延迟。
检测时间延迟的步骤可包括：比较第一斜率和第二斜率的梯度符号；比较第三斜率和第四斜率的梯度符号；并且比较第一斜率与第二斜率之间的梯度值的差的绝对值和第三斜率与第四斜率之间的梯度值的差的绝对值。
检测时间延迟的步骤可包括：通过比较斜率的梯度来产生多种比较结果组合之中的任何一种比较结果组合；并且根据所产生的比较结果应用不同的时间延迟检测方案。
第一码的时间延迟可大于E码且小于P码，第二码的时间延迟可大于P码且小于L码。
产生复制码的步骤还可包括产生具有不同时间延迟的第三码至第n码（其中，n是3或更大的整数），并且鉴别梯度的步骤还包括使用与第三码至第n码相应的第三相关点至第n相关点（其中，n是3或更大的整数）。
根据本发明构思的另一方面，提供一种用于跟踪卫星导航***中的信号的设备，该设备包括：复制码产生器，产生包括E码、P码、L码和至少两个码的复制码；相关值计算单元，通过使用接收的信号和复制码来计算多个相关值；梯度鉴别器，鉴别从分别与复制码相应的相关点导出的多个斜率的梯度；以及处理单元，根据鉴别结果检测由于多径信号分量而导致的时间延迟，并根据所检测的时间延迟输出补偿值。
根据本发明构思的又一方面，提供一种卫星信号接收机，该卫星信号接收机包括：射频（RF）模块，对接收的卫星信号执行频率变换；信号处理单元，包括信号获取模块和信号跟踪模块，信号获取模块对经过频率变换的卫星信号执行信号获取操作，信号跟踪模块执行信号跟踪操作，其中，信号跟踪模块产生包括E码、P码、L码和至少两个码的复制码以计算卫星信号的多个相关值，从分别与复制码相应的相关点导出多个斜率以鉴别每个斜率的梯度，并基于梯度鉴别结果检测由于卫星信号的多径信号分量而导致的时间延迟。
根据本发明构思的又一方面，提供一种卫星信号接收机，该卫星信号接收机包括：信号处理单元，对接收信号执行信号跟踪操作，其中，信号处理单元包括：第一相关器至第三相关器，分别输出接收信号与E码、P码和L码的第一相关值至第三相关值；第四相关器和第五相关器，分别输出接收信号与第一码和第二码的第四相关值和第五相关值，其中，第一码和第二码具有与E码、P码和L码不同的时间延迟；处理单元，基于第一相关值至第五相关值中的至少一些之间的差值来检测由于多径信号分量而导致的时间延迟，并根据检测结果计算补偿值。
附图说明
附图中示出了本发明构思的特定实施例，其中：
图1是示出根据本发明构思的实施例的卫星信号接收机的框图；
图2是进一步示出一个示例中的图1的RF模块1200的框图；
图3是进一步示出一个示例中的图1的信号获取模块1310的框图；
图4是进一步示出一个示例中的图1的信号跟踪模块1320的框图；
图5A是进一步示出一个示例中的图4的信号跟踪模块1320中可使用的相关器的框图；
图5B是进一步示出一个示例中的图4的复制码产生器1321的框图；
图6是进一步示出一个示例中的图4的鉴别器1323的框图；
图7是总结根据本发明构思的实施例的一种可能的信号跟踪方法的流程图；
图8是示出根据本发明构思的实施例的可合并到信号接收机中的跟踪处理模块的框图；
图9是进一步示出一个示例中的图8的梯度鉴别器2400和码循环鉴别器2500的框图；
图10是示出没有多径信号分量的接收信号的相关响应特性的曲线图；
图11A和图11B是示出具有多径信号分量的接收信号的示例性相关响应的曲线图；
图12是总结可用于获得图11B的相关响应特性的时间延迟检测和补偿方法的流程图；
图13是示出对具有多径信号分量的接收信号的另一示例性相关响应的曲线图；
图14是总结可用于获得图13的相关响应特性的时间延迟检测和补偿方法的流程图；
图15是示出对具有多径信号分量的接收信号的又一示例性相关响应的曲线图；
图16是总结可用于获得图15的相关响应特性的时间延迟检测和补偿方法的流程图；
图17是示出根据本发明构思的实施例的示例性码跟踪操作的曲线图；
图18是示出根据本发明构思的特定实施例的卫星信号接收机的框图；
图19是示出根据本发明构思的特定实施例的卫星信号接收机的实现示例的框图。
具体实施方式
现在将参照附图在一些更多的细节上描述本发明构思的特定实施例。然而，本发明构思可以以各种方式实施，而不应被解释为仅限于所示出的示例。更确切地，给出所示出的实施例以使得本领域技术人员获得对本发明构思的构成和使用以及通过本发明构思的各种实现而达成的特定目标的足够理解。在整个书写的描述和附图中，相同的标号和标记表示相同或类似的元件。
如此处所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出的项目中的一个或多个的任何组合和所有组合。诸如“…中的至少一个”的表达在元件列表之后时，其修饰整个元件列表，而不修饰该列表的单个元件。
图1是示出根据本发明构思的实施例的卫星信号接收机1000的框图。如图1所示，卫星信号接收机1000包括天线1100、射频（RF）模块1200、信号处理单元1300和数据处理单元1400。卫星信号接收机1000可用于接收与全球导航卫星***（GNSS）的技术规范一致的卫星信号。因此，图1的卫星接收机1000可被认为是“GNSS接收机”。与本发明构思的特定实施例一致，卫星信号接收机1000可被安装在应用了GNSS服务功能的终端上，诸如，移动终端、笔记本、个人数字助理（PDA）、智能电话、便携式媒体播放器（PMP）或导航装置。
天线1100可用于鉴别并接收由GNSS***广播的模拟卫星信号S1。RF模块1200可用于对天线1100传递的卫星信号S1进行放大并且执行诸如噪声过滤和模数转换的特定信号处理功能。以这种方式，RF模块1200可用于将天线1100接收的模拟卫星信号转换为数字中频（IF）信号S2，其中，数字IF信号S2准备用于信号处理单元1300的进一步的信号处理。
因此，信号处理单元1300能够使用数字IF信号S2来获取并跟踪由卫星信号接收机1000接收的卫星信号。在图1所示的示例中，信号处理单元1300包括信号获取模块1310和信号跟踪模块1320，信号获取模块1310被构造为获取卫星信号，信号跟踪模块1320被构造为跟踪所获取的信号以便更精确地确定所获取的卫星信号的时间同步点。信号处理单元1300可使用硬件和/或软件的各种组合来实现。在本发明构思的特定实施例中，处理器可用于执行获取并跟踪卫星信号的功能。
在特定实施例中，信号获取模块1310可针对数学上由多普勒频率延迟轴和码延迟轴限定的2维搜索区域中的每个搜索周期，根据多普勒频率与码延迟之间的相关性来计算卫星信号搜索值。作为示例，信号获取模块1310可基于初始多普勒频率搜索起始值和初始多普勒频率搜索周期值，根据多普勒频率与码延迟之间的相关性来计算卫星信号搜索值。因此，在一个示例中，可顺序地对与多个卫星中的每个卫星相关联的各个码执行卫星信号获取操作。
另外，信号获取模块1310可用于基于所计算的卫星信号搜索值确定卫星信号检测是否成功。也就是说，如果卫星信号检测失败，则信号获取模块1310可在改变初始多普勒频率搜索周期值之后重复卫星信号获取操作。作为示例，如果信号获取模块1310在卫星信号获取操作期间未能基于初始多普勒频率搜索起始值和初始多普勒频率搜索周期值检测到卫星信号，则随后信号获取模块1310可在将多普勒频率搜索周期值改变多达初始多普勒频率搜索起始值的（例如）1/2或1/N（其中，N是大于2的整数）之后，或者在将初始多普勒频率搜索起始值的相位移动（例如）π/2或π/N之后，重复卫星信号获取操作。可替换地，可在既对多普勒频率搜索起始值进行相移、又改变多普勒频率搜索周期值之后重复卫星信号获取操作。
同时，信号跟踪模块1320可用于更精确地确定所接收的卫星信号的码同步、其后保持码同步。在与本发明构思的特定实施例一致的一种信号跟踪方案中，使用具有超前减滞后（Early minus Late）鉴别器的延迟锁定环（EL-DLL）。也就是说，信号跟踪模块1320可使用EL-DLL信号跟踪方案，其中，EL-DLL获得超前复制码与和所接收的卫星信号相关联的码之间的“超前相关值”以及滞后复制码与该和所接收的卫星信号相关联的码之间的“滞后相关值”。然后，信号跟踪模块1320可确定当超前相关值与滞后相关值之间的差值变为0时的时间点。该时间点被识别为最佳同步时间，并且该最佳同步时间其后可用于精确地维持卫星信号跟踪。
因此，信号跟踪模块1320可用于产生“复制码”，这些“复制码”可用于计算与和所接收的卫星信号相关联的诸如伪随机噪声（PRN）码的码（以下，“卫星信号码”）的相关值。例如，信号跟踪模块1320可用于产生表示当前同步时间点的即时码（以下，“P码”）、表示超前时间点的超前码（以下，“E码”）、以及表示滞后时间点的滞后码（以下，“L码”）。信号跟踪模块1320可包括若干相关器，这些相关器可分别用于计算复制码与卫星信号码之间的相关值并提供所得的相关值。
就相对于与当前同步时间点相应的P点的时间延迟而言，将对称地定义各个E点和L点。因此，可容易地计算对于E码的相关值（以下，“E相关值”）与对于相应的L码的相关值（以下，“L相关值”）之间的差值。当E相关值减L相关值为负值时，可确定当前同步时间点早于最佳同步时间点。因此，应当增大当前同步时间点。相反，当E相关值减L相关值是正值时，可确定当前同步时间点晚于最佳同步时间点。因此，应当减小当前同步时间点。可以以这种方式重复一系列跟踪步骤，直到E相关值减L相关值变为0为止，从而将当前同步时间点建立为最佳同步时间点。
对于使用EL-DLL的信号跟踪方案，在多径信号分量不存在的理想环境下可容易提供最佳同步时间点。然而，在多径信号分量相当常见的真实世界环境下，可发生大的跟踪偏差。
因此，根据本发明构思的特定实施例，图1的信号跟踪模块1320可用于产生除了E码和L码之外的复制码。这样的信号跟踪模块1320还将包括一个或多个附加相关器，以便计算与这些附加的复制码相应的相关值。以这种方式，信号跟踪模块1320可将从附加的复制码计算的相关值与从E码和L码计算的E相关值和L相关值一起进行分析。这种方法提供检测由于多径信号而导致的跟踪偏差的能力，并且允许根据所检测的跟踪偏差进一步调整当前同步时间点，以便最终导出最佳同步时间点。
在图1中，数据处理单元1400在卫星信号接收机1000内根据信号处理单元1300提供的“经过同步的卫星信号”S3执行导航数据提取和位置计算。作为示例，数据处理单元1400可包括导航处理模块1410，导航处理模块1410能够执行从所接收的、所获取的、所跟踪的和所同步的卫星信号提取卫星导航信息的导航处理。导航处理可计算与目标对象相关的卫星状态（例如，位置、速度、加速度等），以便使用所提取的卫星导航信息来获得位置信息和/或时间信息。
图2是进一步示出一个示例中的图1的RF模块1200的框图。如图2所示，RF模块1200可包括放大单元1210、滤波器1220、中频转换单元1230和模数（A/D）转换器1240。
放大单元1210经由天线1100接收模拟卫星信号S1，并将卫星信号S1放大为具有足以能够进行模数转换的信号强度。滤波器1220可用于限制（即，带通）所放大的卫星信号的频率并去除噪声。
然后，中频（IF）转换单元1230执行将滤波器1220提供的相对高频的卫星信号转换为合适的（相对低频的）IF信号的频率转换处理。最后，A/D转换器1240将模拟IF信号转换为相应的数字IF信号S2。也就是说，A/D转换器1240将模拟IF卫星信号转换为数字IF卫星信号S2，数字IF卫星信号S2具有使用预定采样频率得到的预定比特数。
图3是进一步示出一个示例中的图1的信号获取模块1310的框图。信号获取模块1310可包括获取处理单元1311、确定单元1312和控制器1313。
获取处理单元1311接收数字IF信号S2，并针对2维搜索区域中的每个给定搜索周期，从数字IF信号S2计算从多普勒频率与码延迟之间的相关性得到的特定卫星信号搜索值。可使用控制器1313提供的控制信号CTL来执行计算卫星信号搜索值的操作。作为示例，控制信号CTL可确定各个多普勒频率搜索起始值和多普勒频率搜索周期。
确定单元1312基于所计算的卫星信号搜索值确定卫星信号检测操作是否成功。作为示例，确定单元1312可确定当满足以下条件中的至少一个时卫星信号检测成功：(1)卫星信号搜索值之中的最大值与第二最大值之间的差大于初始第一阈值；以及(2)最大值大于初始第二阈值。确定单元1312然后可将指示卫星信号检测是否成功的确定信息提供给控制器1313。
控制器1313基于确定单元1312提供的确定信息产生用于改变搜索条件的控制信号CTL。作为示例，控制器1313可产生控制信号CTL，控制信号CTL用于选择多普勒频率搜索起始值和多普勒频率搜索周期值作为第一卫星信号获取操作期间将使用的初始值。如果使用初始值的卫星信号检测操作失败，则控制器1313然后可产生用于重选多普勒频率搜索周期值的控制信号CTL，并且获取处理单元1311可再次在这样的改变的条件下执行卫星信号检测操作。
图4是进一步示出一个示例中的图1的信号跟踪模块1320的框图。信号跟踪模块1320可用于例如根据EL-DLL跟踪方案重复地执行信号跟踪操作。为此，信号跟踪模块1320可包括复制码产生器1321、相关值计算单元1322和鉴别器1323。
在操作中，信号跟踪模块1320首先对由信号获取模块1310获取的卫星信号r’(t)执行解调操作。可通过将具有中心频率“fc”的载波（cos(2πfct+θ)）与所获取的卫星信号r’(t)相乘来实现解调。所得的解调的卫星信号（以下，接收的卫星信号r(t)）被提供给相关值计算单元1322。
相关值计算单元1322包括若干相关器（相关器1至相关器N），这些相关器均共同地接收接收的卫星信号r(t)。相关器1至相关器N中的每个相关器分别计算针对与接收的卫星信号r(t)相关联的卫星信号码（例如，PRN码）和复制码的相关值。在图4所示的示例中的相关器1至相关器N之中，第A相关器通过使用表示当前同步时间点的复制码（P码）来计算相关值RP(τ)。
复制码产生器1321可用于产生复制码，复制码包括（例如）如上所述的P码、E码和L码。因此，假定相关值计算单元1322包括N个相关器，复制码产生器1321可产生N个复制码，每个复制码具有不同的时间延迟，其中，P码由计算P相关值RP(τ)的第A相关器（相关器A）提供，E码由第一相关器（相关器1）提供，L码由第N相关器（相关器N）提供。时间延迟在P码与E码之间的范围内的一个或多个附加的复制码可分别由第二相关器至第(A-1)相关器提供，时间延迟在P码与L码之间的范围内的一个或多个附加的复制码可分别由第(A+1)相关器至第(N-1)相关器提供。
如上所述，在多径信号环境下，接收的卫星信号r(t)通常将包括多径信号分量。在这样的情况下，即使在按照惯例确定“最佳”同步时间点之后，跟踪偏差也会保留。因此，根据本发明构思的特定实施例，信号跟踪模块1320能够通过使用至少两个“附加相关器”来检测并补偿通常将引起同步误差的多径效应以预测与P点的时移并补偿该时移。
在图4的信号跟踪模块1320中，鉴别器1323使用由相关值计算单元1322提供的一个或多个相关值来执行鉴别操作，并输出相应的鉴别结果Res_Dis。作为示例，鉴别器1323可从相关值计算单元1322接收E相关值和L相关值，并确定E相关值与L相关值之间的差值。如上所述，然后可根据E相关值和L相关值来增大或减小当前同步时间点，并且重复这个跟踪操作，直到E相关值与L相关值之间的差值变为0为止。
同时，从附加的复制码（即，不同于E码和L码、除了E码和L码之外的复制码）导出的相关值也被提供给鉴别器1323。鉴别器1323因此可对E相关值和L相关值以及附加相关值进行数学分析，并输出分析结果。例如，可在具有作为各个轴的时间延迟和相关值的平面上用一种类型的相关响应曲线图绘制对于接收的卫星信号的采样的相关值。此外，可将与每个复制码相应的每个相关值表示为该相关响应曲线图上的每个相关点（例如，E点、P点或L点），并且可获得连接这些点之中的两个点的多个斜率。鉴别器1323对相关响应进行分析以计算这些斜率的梯度的符号和值，并进一步将计算结果输出为确定结果Res_Dis。
鉴别器1323提供的确定结果Res_Dis可被信号跟踪模块1320中的其他信号处理装置（图4中未显示）处理。根据处理结果，复制码控制信号Ctrl_RC被产生并且被提供给复制码产生器1321。复制码产生器1321可响应于复制码控制信号Ctrl_RC来控制复制码的时间延迟，并将经过延迟控制的复制码提供给相关值计算单元1322。
图5A是进一步示出一个示例中的合并在图4的信号跟踪模块1320中的任何一个或全部相关器的框图。图5B是进一步示出一个示例中的图4的复制码产生器1321的框图。
如图5A所示，第一相关器（相关器1）输出与接收的卫星信号r(t)和E码相关的相关值。也就是说，第一相关器（相关器1）执行接收的卫星信号r(t)与E码（E）之间的乘法和积分运算，以便输出相应的E相关值RE(τ)。类似地，第A相关器（相关器A）将把与接收的卫星信号r(t)和P码相关的相关值输出为P相关值RP(τ)。类似地，第N相关器（相关器N）将把与接收的卫星信号r(t)和L码相关的相关值输出为L相关值RL(τ)。
如图5B所示，复制码产生器1321可产生多个复制码。如上所述，除了产生E码、P码和L码之外，复制码产生器1321还产生具有与E码、P码和L码不同的时间延迟的两个或更多个复制码。例如，复制码产生器1321还可产生时间延迟在E码与P码之间的一个或多个复制码E1至En、以及时间延迟在P码与L码之间的一个或多个复制码P1至Pm。
图6是进一步示出一个示例中的图4的鉴别器1323的框图。如图6所示，鉴别器1323可包括梯度鉴别器1323_1和码循环鉴别器1323_2。
相关值计算单元1322产生的相关值被提供给鉴别器1323。例如，E相关值RE(τ)和L相关值RL(τ)被提供给码循环鉴别器1323_2，并且码循环鉴别器1323_2确定E相关值RE(τ)与L相关值RL(τ)之间的差值，并产生第一确定结果Res_CL。另外，除了E相关值RE(τ)、P相关值RP(τ)和L相关值RL(τ)之外，梯度鉴别器1323_1还可接收附加相关值（例如，RE1(τ)至REn(τ)和RP1(τ)至RPm(τ)）。因此，梯度鉴别器1223可通过确定从所得的一群相关点导出的若干斜率的梯度来产生第二确定结果Res_Gra。例如，可从连接两个相关点的相应线导出每个斜率，以使得可使用相关点的多重性来以各种方式导出若干斜率。以这种方式，可使用从多个斜率导出的梯度来确定第二确定结果Res_Gra。
图7是总结根据本发明构思的实施例的信号跟踪方法的流程图。
如图7所示，作为信号跟踪的结果，产生复制码（例如，E码、P码和L码）以及附加码（例如，E1码至En码和P1码至Pm码）（S11）。附加E1码至En码（和P1码至PN码）分别具有与E码、P码和L码不同的时间延迟。本领域的技术人员将认识到，所命名的“E1码至En码”和“P1码至PN码”仅仅代表除了E码、P码和L码之外的任何两个或更多个复制码。因此，可产生时间延迟在E码与P码之间的范围内的一个或多个（较下的）附加复制码以及时间延迟在P码与L码之间的范围内的一个或多个（较上的）附加复制码。
接着，计算卫星信号码（例如，PRN）与各个复制码之间的相关值（S12），因此，将使用附加复制码的相关值（例如，E1相关值至En相关值和P1相关值至PN相关值）与E相关值、P相关值和L相关值一起进行计算。可对所计算的相关值执行鉴别操作（例如，可确定E相关值与L相关值之间的差值）。然后，使用E相关值和L相关值来鉴别码循环（S13），并根据鉴别结果调整（增大或减小）当前同步时间点。
另外，通过使用所计算的多个相关值，可检测并补偿多径环境下的跟踪偏差。如上所述，假定在具有作为各个轴的时间延迟和相关值的平面相关响应曲线图，与相关点相关地导出两个或更多个斜率，并且可鉴别若干斜率中的每个斜率的梯度（例如，该梯度的符号或值）（S14）。然后，通过对梯度的鉴别结果进行分析来检测由于多径信号而导致的效应（S15），并且可根据检测结果计算当前同步时间点的时间延迟。然后可与所计算的时间延迟相关地计算补偿值（S16），并且可基于补偿值来定义补偿多径信号分量的延迟误差。
图8是示出根据本发明构思的实施例的一个示例中的信号接收机上可使用的跟踪处理模块的框图。如图8所示，跟踪处理模块2000可包括复制码产生器2100、延迟单元2200、相关值计算单元2300、梯度鉴别器2400、码循环鉴别器2500、处理单元2600、环路滤波器2700和振荡器2800。作为示例，复制码产生器2100可产生能够与信号接收机同步的复制码。延迟单元200可包括多个延迟，例如用于通过调整在复制码产生器2100中产生的复制码的每个时间延迟来产生5个复制码（包括除了E码、P码和L码之外的两个码）的5个延迟。另外，如上所述，延迟单元2200可包括在复制码产生器2100中。
同时，相关值计算单元2300可包括当通过使用5个相应复制码计算与接收的卫星信号r(t)相关联的相关值时分别使用的多个相关器（例如，5个相关器）。因此，当从复制码产生器2100和延迟单元2200提供E码、P码、L码、Ea码和Pa码时，相关值计算单元2300可包括输出E相关值的第一相关器（E相关器）2310、输出Ea相关值的第二相关器（Ea相关器）2320、输出P相关值的第三相关器（P相关器）2330、输出Pa相关值的第四相关器（Pa相关器）2340、以及输出L相关值的第五相关器（L相关器）2350。P相关值RP(τ)与使用表示当前同步时间点的P码的相关值相应。
所计算的相关值被提供给梯度鉴别器2400和码循环鉴别器2500。例如，E相关值和L相关值被提供给码循环鉴别器2500，并且鉴别E相关值与L相关值之间的差值的结果被产生。此外，E相关值、P相关值、L相关值、Ea相关值和Pa相关值被提供给梯度鉴别器2400，梯度鉴别器2400输出所鉴别的从E点、P点、L点、Ea点和Pa点导出的多个斜率的梯度。E相关值与L相关值之间的差值结果的鉴别结果和多个斜率的梯度的鉴别结果被提供给处理单元2600。
处理单元2600使用所接收的鉴别结果（例如，使用鉴别结果）来执行信号处理操作，以检测由于多径而导致的效应并且基于检测结果来输出根据多径的延迟误差的补偿值。来自码循环鉴别器2500的对于E相关值与L相关值之间的差值的鉴别结果通过环路滤波器2700和振荡器2800被作为控制信号提供给复制码产生器2100。复制码产生器2100响应于该控制信号移位到复制码的输出相位。图8示出数控振荡器（NCO）用作振荡器2800的一般示例的示例。
来自相关值计算单元2300的相关值（例如，从第三相关器（P相关器）2330输出的P相关值）和来自处理单元2600的补偿值可被提供给导航处理模块（未示出）以用于导航处理，并且导航处理模块通过使用这个相关值和补偿值来执行导航处理。
图9是进一步示出各个示例中的图8的梯度鉴别器2400和码循环鉴别器2500的框图。如图9所示，梯度鉴别器2400可包括梯度符号鉴别器2410和梯度值鉴别器2420，梯度符号鉴别器2410鉴别多个斜率的梯度的符号（＋号或-号），梯度值鉴别器2420鉴别多个斜率的梯度的梯度值。鉴别多个斜率的梯度的符号的结果可被作为第一鉴别结果（dis_sign）提供给处理单元2600。此外，梯度值鉴别器2420将各个斜率的梯度值的鉴别结果作为第二鉴别结果（dis_value）提供给处理单元2600。
另外，码循环鉴别器2500包括E-L值鉴别器2510，E-L值鉴别器2510将鉴别E相关值与L相关值的差的结果作为第三鉴别结果（dis_E-L）提供给处理单元2600。
如图9所示，处理单元2600可包括符号和值比较器2610、E-L值比较器2620、时间延迟检测单元2630和补偿值创建单元2640。处理单元2600从梯度鉴别器2400和码循环鉴别器2500接收鉴别结果，使用鉴别结果来检测由于多径信号分量而导致的效应，并输出所计算的用于表示同步时间点的P码的延迟误差。
作为示例，符号和值比较器2610可用于基于第一鉴别结果（dis_sign）和第二鉴别结果（dis_value）来比较具有相同符号的梯度或不同符号的梯度的两个或更多个斜率。此外，符号和值比较器2610可用于比较两个或更多个斜率的梯度是相同值还是不同值。此外，E-L值比较器2620基于第三鉴别结果（dis_E-L）来比较E相关值和L相关值是否相同。为了检测P点的同步时间点，可重复跟踪操作，直到E相关值和L相关值具有相同值为止。当E相关值和L相关值变为相同时，E-L比较器2620产生比较结果，该比较结果即使在信号跟踪状态不稳定的状态下也可用于检测对于P点的相对最佳的延迟值。
时间延迟检测单元2630基于比较结果来检测P点的时间延迟值。例如，即使在E相关值和L相关值相同的状态下确定同步时间点，当多径信号分量存在时，P点的时间延迟也发生。然后，时间延迟检测单元2630比较这些比较结果以输出由于多径信号分量而导致的P点的时间延迟的检测结果。补偿值创建单元2640基于所检测的时间延迟来创建用于对P码进行相移的补偿值delay_error。
以下，将描述根据本发明构思的实施例的检测由于多径信号分量而导致的P点的时间延迟并补偿该时间延迟的操作。
在根据本发明构思的实施例的卫星信号接收机中处理的信号可包括多径信号分量以及视距（LOS）信号（即，直接路径信号）。多径信号分量是LOS信号的经历时间延迟、相移和/或信号强度衰减的版本。根据相移和时间延迟，LOS信号分量和多径信号分量可具有相同相位，在这种情况下，合成了这两个信号分量的合成信号可具有比每个分量大的振幅（相长干涉）。可替换地，当LOS信号分量和多径信号分量可具有不同相位时，合成信号的振幅会小于每个分量的振幅（相消干涉）。也就是说，卫星信号接收机接收的信号具有这两个信号分量的合成信号分量，并且其相关响应表现为通过直接路径发送的LOS信号的理想相关响应的失真版本。
图10是显示没有多径信号分量的接收的卫星信号的相关响应特性的曲线图。该曲线图上的水平轴表示时间延迟，垂直轴表示相关值。可根据时间延迟和相关值在曲线图上的任何一个位置表达该曲线图上所示的E点、P点和L点。就时间延迟而言，E点和L点被设置为相对于P点对称。当多径信号分量不存在，并且E相关值和L相关值具有相同值时，P相关值在相关响应曲线图上具有峰值，因此，使卫星信号接收机精确地对码的相位进行跟踪。
根据本发明构思的实施例，产生至少两个附加复制码（例如，上述Ea码和Pa码），并计算这些附加复制码的相应相关值（Ea相关值和Pa相关值）。Ea码和Pa码相对于E码和P码具有不同的各自的时间延迟。例如，Ea码的时间延迟可大于E码且小于P码。Pa码的时间延迟可大于P码且小于L码。
通过使用所计算的相关值，可检测到多径效应，并且可使用所检测的效应来计算补偿值。当多径信号分量不存在时，在E点与Ea点之间形成的第一斜率的第一梯度θ1具有与在Ea点与P点之间形成的第二斜率的第二梯度θ2几乎相同的值。此外，在L点与Pa点之间形成的第三斜率的第三梯度θ3具有与在Pa点与P点之间形成的第四斜率的第四梯度θ4几乎相同的值。第一梯度θ1和第二梯度θ2的各自的符号可以是相同的，第三梯度θ3和第四梯度θ4的符号可以是相同的。（以下，为了简洁起见，考虑到每个梯度事实上是从存在于点之间的斜率导出的理解，各个梯度将被说成是“形成在”所述点“之间”）。
因此，通过使用所计算的相关值，可在相关响应曲线图上导出多个斜率，并且可鉴别这些斜率的各自的梯度。各个梯度可具有根据相关值之间的差的不同的值（或幅值）和符号。例如，因为两个相关值的每个时间延迟被预设，所以一旦这两个相关值之间的差被获得，由相应的两个相关点形成的斜率梯度就可被鉴别。因此可通过比较各个斜率梯度（即，符号和/或值）来检测多径信号分量。在图10中所示的示例中，当第一梯度θ1和第二梯度θ2具有相同的值和符号，并且第三梯度θ3和第四梯度θ4具有相同的值和符号时，可容易地确定多径信号分量不存在。
图11A和图11B是示出当多径信号分量包括在接收信号中时的相关响应的第一示例的曲线图。在图11A和图11B中，合成了对LOS信号、多径信号分量以及合成了LOS信号和多径信号分量的合成信号的相关响应。此外，图11A和图11B示出合成信号的相关响应的峰值大于信号分量的相关值的每个峰值（相长干涉）的示例。
图11A示出能够被表达在相关曲线图上的多个相关值以及通过使用所述多个相关值导出多个斜率的示例。作为示例，可从多个相关值导出两个斜率。例如，可导出通过连接相关值E和相关值Ea而获得的斜率（例如，第一斜率），并可导出通过连接相关值P和相关值Pa而获得的斜率（例如，第二斜率）。此外，可将第一斜率的梯度计算为θm，并可将第二斜率的梯度计算为θn。可通过使用多个相关值中的至少一些来导出上述第一斜率和第二斜率。例如，可通过使用除图11A中使用的相关值以外的其他相关值的组合来导出第一斜率和第二斜率。
可计算梯度θm和θn的值和符号。由于梯度的值和符号的计算，因此可导出多个相关值（例如，相关值E、相关值Ea、相关值P和相关值Pa）中的关系。通过对第一斜率和第二斜率的梯度（值和符号）进行分析，可检测如图11A所示的P点处的时间延迟。此外，通过基于检测的时间延迟设置补偿值，可将与相关响应曲线图上示出的点P’响应的时间延迟确定为准确的同步时间点。
另外，如图11B所示，当多径信号分量存在时，卫星信号接收机接收因多径信号分量而失真的合成信号，并执行跟踪操作。在这种情况下，即使E相关值与L相关值之间的差保持为0，卫星信号接收机也可能不能执行精确的跟踪操作，并且由于失真的合成信号的效应，由E-P-L形成的相关响应的形式变得失真。
如上所述，当相关响应变得失真时，第一斜率至第四斜率的梯度被改变。例如，由E点与Ea点形成的第一斜率的梯度θ1的符号和由Ea点与P点形成的第二斜率的梯度θ2的符号相同。此外，由L点与Pa点形成的第三斜率的梯度θ3的符号和由Pa点与P点形成的第四斜率的梯度θ4的符号相同。另外，可对梯度值执行比较操作，例如，可对两个梯度之间的差的绝对值执行比较操作。图11B的示例显示梯度θ1与梯度θ2之间的差的绝对值大于梯度θ3与梯度θ4之间的差的绝对值。
也就是说，通过分析梯度θ1至梯度θ4，可检测到由多径信号分量引起的效应。此外，在计算补偿值时，可通过根据梯度的分析结果的不同的计算方案来计算补偿值。因为通过使用多个梯度来执行至少两次或更多次比较操作，所以可创建多个比较结果的组合之中的任何一种比较结果的组合。可通过根据所创建的比较结果组合的不同的计算方案来计算补偿值。
当如图11B的示例中所示创建梯度符号比较和梯度值比较的比较结果时，可通过计算第一斜率至第四斜率之中的至少两个斜率的交叉点来检测时间延迟。例如，可通过获取由E点和Ea点形成的第一斜率与由Pa点和P点形成的第四斜率的交叉点来检测与该交叉点相应的时间延迟。通过将所检测的时间延迟用作补偿值，可补偿因多径信号分量而移位的P点的时间延迟误差。也就是说，与相关响应曲线图上所示的P’点相应的时间延迟可被确定为精准同步时间点。
图12是总结对图11B的相关响应特性的时间延迟检测和补偿操作的流程图。
如图12所示，通过使用多个复制码，计算多个相关值，例如，计算E相关值、Ea相关值、P相关值、Pa相关值和L相关值（S21）。通过使用所计算的相关值，可获得两个或更多个斜率，并且可计算每个斜率的梯度。作为示例，可计算在E点与Ea点之间形成的第一梯度θ1和在Ea点与P点之间形成的第二梯度θ2（S22）。此外，可计算在Pa点与P点之间形成的第四梯度θ4和在L点与Pa点之间形成的第三梯度θ3（S23）。
一旦计算了各个斜率梯度，就可对这些梯度执行比较操作。也就是说，比较这些梯度的符号和/或值（S24）。例如，可在第一梯度θ1与第二梯度θ2的符号之间、第三梯度θ3与第四梯度θ4的符号之间、第一梯度θ1与第二梯度θ2的值之间、以及第三梯度θ3与第四梯度θ4的值之间进行各自的比较。
通过这些比较操作，可产生多个比较结果之中的任何一个比较结果，并且可执行与所产生的比较结果相应的时间延迟和补偿值计算操作。如图11B所示，当第一梯度θ1和第二梯度θ2的符号相同时，第三梯度θ3和第四梯度θ4的符号相同，并且第一梯度θ1与第二梯度θ2的值之间的差的绝对值大于第三梯度θ3与第四梯度θ4的值之间的差的绝对值（S25）时，可计算任何两个斜率的交叉点。例如，可计算由E点和Ea点形成的第一斜率与由Pa点和P点形成的第四斜率的第一交叉点（S26）。可检测与所计算的交叉点相应的时间延迟（操作S27），并且可计算与所检测的时间延迟相应的补偿值以补偿由于多径信号分量而导致的P点的时间延迟误差（S28）。
图13是示出当多径信号分量存在时的相关值的另一示例的曲线图。图14是总结对图13的相关响应的时间延迟补偿操作的流程图。
图13显示合成信号的相关响应的峰值小于LOS信号分量的相关响应的峰值（相消干涉）的示例。此外，图13示出当LOS信号分量和多径信号分量的时间延迟小于单个码片时的合成信号的相关响应。将参照图13和14描述根据本实施例的时间延迟检测和补偿操作。
再次，从相关响应曲线图上的多个点获得多个斜率，并计算各个斜率梯度（S31）。当多个斜率的梯度被计算时，梯度比较操作被执行。例如，可将这些梯度的符号和值彼此进行比较（S32）。当由于多径信号分量而导致如图13所示那样表达接收信号的相关响应曲线图时，在Pa点与P点之间形成的第四梯度θ4和在L点与Pa点之间形成的第三梯度θ3具有不同的符号，并且在E点与Ea点之间形成的第一梯度θ1和在Ea点与P点之间形成的第二梯度θ2具有相同的符号（S33）。
可通过使用梯度的分析结果来计算补偿值。例如，当产生如图13所示的梯度比较结果时，检测到与Pa点相应的时间延迟（S34），并且通过使用所检测的时间延迟，计算补偿P点时间延迟的补偿值（S35）。也就是说，当产生上述比较结果时，Pa点可位于P点与实际最佳同步时间点（P’点）之间，因此，可通过使用与Pa点相应的时间延迟调整P点的延迟来确定相对最佳的同步时间点。作为示例，与Pa点相应的时间延迟可被确定为同步时间点。
图14示出如何比较梯度的符号和值，但是也可以执行图14的示例中的仅梯度的符号的比较。例如，当第一梯度θ和第二梯度θ2具有相同符号，并且第三梯度θ3和第四梯度θ4具有不同符号时，将理解将导出图13中所示的相同的相关曲线图，然后可在不进行梯度值（或梯度差的绝对值）的比较操作的情况下计算补偿值。
图15是示出对包括多径信号分量的接收信号的又一相关响应的曲线图。图16是总结对图15中的相关响应的时间延迟补偿操作的流程图。图15显示下述情况下的合成信号的相关响应：在该情况下，合成信号的相关性的峰值与LOS信号分量的相关响应的峰值相同，下降斜率的梯度尖锐（相消干涉），并且LOS信号分量和多径信号分量的时间延迟大于单个码片。将与图13和14相关地描述根据本实施例的时间延迟检测和补偿操作。
从相关响应曲线图上的多个点获得多个斜率，并计算这些斜率的每个梯度（S41）。此外，当计算了所述多个斜率的梯度时，执行梯度比较操作。例如，比较这些梯度的符号和值（S42）。
在图15的示例中，在Pa点与P点之间形成的第四梯度θ4和在L点与Pa点之间形成的第三梯度θ3具有相同的符号。此外，在E点与Ea点之间形成的第一梯度θ1和在Ea点与P点之间形成的第二梯度θ2具有相同的符号。另外，第三梯度θ3和第四梯度θ4的差的绝对值大于第一梯度θ1和第二梯度θ2的差的绝对值（S43）。
通过使用梯度的分析结果，可计算补偿值。例如，当产生与图15所示的相同的梯度符号和梯度值比较结果时，可通过计算第一斜率至第四斜率之中的至少两个斜率的交叉点来检测时间延迟。例如，计算由Ea点和P点形成的第二斜率与由L点和Pa点形成的第三斜率的交叉点（S44），检测与该交叉点相应的时间延迟（S45），并且通过使用所检测的时间延迟来计算用于补偿P点延迟的补偿值（S46）。通过将所检测的时间延迟用作补偿值，可补偿由于多径信号分量而导致的移位的P点的时间延迟误差。也就是说，与相关响应曲线图上所示的P’点相应的时间延迟被确定为最佳同步时间点。
描述了作为上述实施例的将多个斜率的梯度的符号和值彼此进行比较并且根据每个比较结果计算时间延迟检测和补偿值的方案，但本构思的实施例不限于此。例如，在实施例中，描述这样的示例，在该示例中，比较第一斜率和第二斜率的梯度的符号和值，比较第三斜率和第四斜率的梯度的符号和值，并且比较这些梯度的值的差的绝对值。然而，可改变梯度比较目标的斜率。当产生更多个复制码时，可通过仅使用斜率的梯度的符号或者仅使用斜率的梯度的值来计算时间延迟。
图17是示出根据本发明构思的另一实施例的符号跟踪操作的曲线图。图17显示产生除了E码、P码和L码之外的多个复制码并且获得多个斜率以计算其梯度的示例。此外，为了方便描述，在图17中，对合成信号的相关响应的峰值大于LOS信号的相关值的峰值，并且LOS信号分量和多径信号分量的时间延迟小于单个码片。
如图17所示，还产生除了E码、P码和L码之外的至少三个或更多个复制码。例如，还可产生时间延迟大于E码的时间延迟且小于P码的时间延迟的Ea1码和Ea2码。此外，还可产生时间延迟大于P码的时间延迟且小于L码的时间延迟的Pa1码和Pa2码。
可通过使用复制码在相关响应曲线图上获得多个斜率。如上所述，可获得由E点和Ea点形成的第一斜率、由Ea1点和P点形成的第二斜率、由L点和Pa1点形成的第三斜率以及由Pa1点和Pa2点形成的第四斜率。另外，可通过使用Ea2点和Pa2点来获得附加的斜率。例如，可通过使用E点和Ea2点或Ea1点和Ea2点来获得斜率。类似地，可获得由Pa1点和Pa2点形成的斜率或由L点和Pa2点形成的斜率。
也就是说，根据本构思的实施例，还可产生除了E码、P码和L码之外的三个或更多个复制码，并且还可包括与这些复制码相应的三个或更多个相关器。可在相关响应曲线图上通过使用从附加相关器输出的相关值来获得更多的斜率。通过使用斜率梯度的符号和/或值来预测时间延迟，并且可通过根据所预测的时间延迟计算补偿值来执行对时间延迟误差的最佳补偿。例如，即使多个多径信号分量包括在接收信号中，从而导致相关响应曲线图变化，也可根据斜率梯度的分析结果来检测由于多径信号分量而导致的时间延迟，并且可计算最佳补偿值。
图18是示出根据本构思的另一实施例的示例性卫星信号接收机的框图。如图18所示，卫星信号接收机3000可包括天线3100、RF模块3200、存储器单元3300、多个接收信道3410、3420和3430以及导航处理模块。此外，接收信道均可包括信号获取模块3411和信号跟踪模块3412。即使接收信道3410、3420和3430以及导航处理模块3500被示为单独的功能块，但是接收信道3410、3420和3430以及导航处理模块3500也可被集成在同一处理器（未显示）中。可替换地，还可包括存储器单元3300。
来自GNSS卫星的信号被天线3100接收，并且被提供给RF模块3200，RF模块3200对输入信号执行放大和噪声滤波。此外，RF模块3200将所接收的经过滤波的信号转换为中频信号，并且将中频模拟信号转换为数字信号。所转换的数字信号被提供给存储器单元3300，存储器单元3300可被实现为先进先出（FIFO）存储器。存储器3300根据存储次序将所接收的信号提供给多个接收信道3410、3420和3430。
接收信道3410、3420和3430可包括在卫星信号接收机3000中以与提供卫星信号的多个卫星相应，并且其中的信号获取/跟踪模块3411和3412从相应的卫星获得信号并跟踪该信号。为此，接收信道3410、3420和3430中的每个产生与目标对象的卫星相应的唯一码（例如，PRN码），并基于相关处理操作来执行信号获取/跟踪处理。每个信号跟踪模块3412可通过使用基于E码、P码和L码的EL-DLL方案来执行信号跟踪操作，并且除了E码、P码和L码之外还产生至少两个复制码。另外，根据至少两个复制码的进一步产生，可进一步包括至少两个相关器来计算对于所述至少两个复制码的相关值。
另外，通过使用来自相关器的相关值，检测到由于多径信号分量而导致的效应，并计算补偿值。上述实施例的信号跟踪操作可应用于信号跟踪模块3412。因此，可从具有作为相关相应曲线图的两个轴的时间延迟和相关值的相关响应曲线图上的多个相关点获得多个斜率。然后，可根据斜率的梯度的比较结果来执行时间延迟检测和补偿值计算的操作。对于接收信号，补偿由于多径信号分量而导致的效应，然后导航处理模块3500执行卫星信号接收机3000的获取位置信息和时间信息的导航处理。
图19是示出根据本发明构思的另一实施例的一个示例中的卫星信号接收机4000的框图。在图19中，示出了包括在卫星信号接收机4000中的信号跟踪模块的构造。
卫星信号接收机4000可包括复制码产生器4100、相关值计算器4200、梯度鉴别器4300、码循环鉴别器4400和处理单元4500。处理单元4500可包括梯度符号/值比较单元4510和启用控制器4520，梯度符号/值比较单元4510用于根据上述实施例通过使用所鉴别的在相关响应曲线图上获得的多个斜率的梯度来比较梯度的符号和值，启用控制器4520用于根据梯度的符号/值确定信道状态以控制是否启用梯度鉴别操作。即使图19中未示出，在处理单元4500中也可进一步执行用于执行如上所述的信号跟踪操作的其他功能。
复制码产生器4100将所产生的除了E码、P码和L码之外的至少两个复制码提供给相关值计算器4200。相关值计算器4200包括分别接收复制码的多个相关器，这些相关器分别输出所计算的与接收信号r(t)相应的复制码之间的相关值。所计算的相关值的至少一部分被提供给梯度鉴别器4300和码循环鉴别器4400。作为示例，码循环鉴别器4400鉴别E相关值与L相关值之间的差，并输出鉴别结果。
梯度鉴别器4300通过使用所计算的相关值来获得多个斜率，并且还输出鉴别这些斜率中的每个梯度的结果。梯度鉴别器4300和码循环鉴别器4400的鉴别结果可被提供给处理单元4500。然后，通过随后的信号处理操作，执行调整复制码的相位的操作，直到E相关值和L相关值变为相同为止，并且执行基于梯度的符号/值的比较操作检测由于多径信号分量而导致的效应的操作，并且补偿所检测的效应。
同时，在多径信号分量不存在的环境下，鉴别每个斜率梯度、比较梯度和计算补偿值的操作可能是必要的。为此，来自梯度符号/值比较单元4510的比较结果可被提供给启用控制器4520。在多径信号分量不存在的环境下，与图10中的相关响应曲线图上所示的梯度比较结果相同的梯度比较结果可被计算。
当与图10中的相关响应曲线图上所示的比较结果相同的比较结果保持预定时间段时，启用控制器4520可输出禁用梯度鉴别器4300的操作的控制信号Ctrl_En。因此，由于禁用梯度计算和比较操作，因此可有效地利用处理器资源。作为示例，当梯度鉴别器4300被启用控制器4520禁用并且不被使用以便有效地使用处理器资源时，复制码产生器4100将通过相对于P码对称地设置Ea码和Pa码而产生的复制码提供给相关值计算器4200。根据本构思的相关值计算器4200的添加的相关器可用E相关值取代Ea相关值，并且用L相关值取代与Pa码相应的Pa相关值，并将这些相关值提供给码循环鉴别器4400。通过鉴别作为E相关值提供给码循环鉴别器4400的Ea相关值与作为L相关值提供给码循环鉴别器4400的Pa相关值并输出鉴别结果，结果可减小码间隔，并且与当通过使用现有的E相关值和L相关值进行测量时相比，可进一步减小信号跟踪中可发生的测量误差。可以以各种方式设置再次启用梯度鉴别器4300的操作的条件。例如，当卫星信号接收机从当前位置移动预定距离或更大距离以改变接收环境时，可再次启用梯度鉴别器4300的操作。可替换地，当比较相关值的各自的振幅时，P相关值比其他相关值（例如，Pa相关值或Ea相关值）小预定值，因此，很有可能多径信号分量与接收的卫星信号一起存在，可再次启用梯度鉴别器4300的操作。
尽管已经参照本发明构思的示例性实施例具体显示并描述了本发明构思，但是将理解在不脱离权利要求的范围的情况下，可在这些示例性实施例中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (28)

1.一种跟踪卫星导航***中的信号的方法，所述方法包括：
产生包括E码、P码、L码、第一码和第二码的复制码；
计算从接收的卫星信号导出的卫星信号码与复制码中每个复制码之间的多个相关值；
鉴别分别从在E点、P点、L点、第一点和第二点中的任何两个之间延伸的至少两条线导出的斜率梯度，其中，如在作为时间延迟和相关值的函数的平面相关响应曲线图上所表达，所述E点、P点、L点、第一点和第二点分别与E码、P码、L码、第一码和第二码相应；
根据鉴别斜率梯度的结果检测由于多径信号分量而导致的时间延迟。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据时间延迟计算用于补偿当前同步时间点的延迟误差的补偿值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，鉴别斜率梯度的步骤包括鉴别第一斜率梯度和第二斜率梯度，其中，鉴别第一斜率梯度和第二斜率梯度的步骤包括鉴别第一斜率梯度与第二斜率梯度的符号的步骤和鉴别第一斜率梯度与第二斜率梯度的值的步骤中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，检测时间延迟的步骤包括根据鉴别第一斜率梯度与第二斜率梯度的符号和鉴别第一斜率梯度与第二斜率梯度的值来检测时间延迟。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，鉴别斜率梯度的步骤包括：
导出连接E点和第一点的第一斜率；
导出连接第一点和P点的第二斜率；
导出连接L点和第二点的第三斜率；
导出连接第二点和P点的第四斜率。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
比较从第一斜率导出的第一梯度的符号和从第二斜率导出的第二梯度的符号；
比较从第三斜率导出的第三梯度的符号和从第四斜率导出的第四梯度的符号。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：
比较从第一斜率导出的第一梯度的值和从第二斜率导出的第二梯度的值；
比较从第三斜率导出的第三梯度的值和从第四斜率导出的第四梯度的值。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括：
比较从第一斜率导出的第一梯度的符号和从第二斜率导出的第二梯度的符号；
比较从第三斜率导出的第三梯度的符号和从第四斜率导出的第四梯度的符号；
比较第一梯度的值和第二梯度的值；
比较第三梯度的值和第四梯度的值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，检测时间延迟的步骤包括：
根据下列结果检测时间延迟：比较第一梯度的符号和第二梯度的符号的结果；比较第三梯度的符号和第四梯度的符号的结果；比较第一梯度的值和第二梯度的值的结果；比较第三梯度的值和第四梯度的值的结果。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，比较第一梯度的值和第二梯度的值的步骤包括计算第一斜率与第二斜率之间的值之间的差的绝对值，
比较第三梯度的值和第四梯度的值的步骤包括计算第三斜率与第四斜率之间的值之间的差的绝对值。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，检测时间延迟的步骤包括：
产生通过比较多个斜率梯度而导出的多种比较结果组合之中的比较结果组合；
根据所述比较结果组合应用不同的时间延迟检测方案。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，第一码的时间延迟大于E码且小于P码，并且
第二码的时间延迟大于P码且小于L码。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，产生复制码的步骤包括：
产生附加的第三码至第N码，其中，“N”是大于2的整数，第三码至第N码中的每个码不同于E码、P码、L码、第一码和第二码，并且具有不同的各自的时间延迟。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，鉴别梯度的步骤包括：
鉴别分别从E点、P点、L点和第一点至第N点中的任何两个之间延伸的至少两条线导出的斜率梯度，其中，第三点至第N点分别与第三码至第N码相应。
15.一种用于跟踪卫星导航***中的卫星信号的设备，所述设备包括：
复制码产生器，产生包括E码、P码、L码、第一码和第二码的复制码；
相关值计算单元，计算卫星信号与复制码之间的多个相关值；
梯度鉴别器，鉴别连接分别与复制码相应的任何两个相关点的至少两条线的斜率梯度，并提供鉴别结果；
处理单元，根据鉴别结果检测由于多径信号分量而导致的时间延迟，并基于所检测的时间延迟提供补偿值。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，第一码的时间延迟大于E码且小于P码，并且
第二码的时间延迟大于P码且小于L码。
17.根据权利要求15所述的设备，其中，复制码产生器还产生第三码至第N码，其中，“N”是大于2的整数，第三码至第N码中的每个码具有与E码、P码、L码、第一码和第二码不同的时间延迟。
18.根据权利要求15所述的设备，其中，相关值计算单元包括：第一相关器至第五相关器，分别计算E码、P码、L码、第一码和第二码中的每个与卫星信号之间的相关值。
19.根据权利要求15所述的设备，其中，梯度鉴别器鉴别所述至少两个斜率梯度的符号和值中的至少一个。
20.根据权利要求15所述的设备，其中，处理单元通过比较所述至少两个斜率梯度的符号和值中的至少一个来检测时间延迟。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，通过比较所述至少两个斜率梯度的符号和值来产生比较结果组合。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，根据所述比较结果组合应用不同的时间延迟检测方案。
23.一种卫星信号接收机，包括：
射频（RF）模块，对接收的模拟卫星信号执行频率变换以产生相应的数字中频（IF）信号；
信号处理单元，包括：
信号获取模块，对数字IF信号执行信号获取操作以产生获取的IF信号；
信号跟踪模块，对获取的IF信号执行信号跟踪操作，
其中，信号跟踪模块产生包括E码、P码、L码、第一码和第二码的复制码以计算卫星信号的多个相关值，从连接分别与复制码相应的相关点的线导出多个斜率，鉴别从所述多个斜率导出的斜率梯度，并基于梯度鉴别结果检测由于卫星信号的多径信号分量而导致的时间延迟。
24.根据权利要求23所述的卫星信号接收机，其中，信号跟踪模块通过比较梯度斜率的符号和值来检测时间延迟。
25.根据权利要求23所述的卫星信号接收机，其中，信号跟踪模块计算与检测的时间延迟相应的、补偿卫星信号的时间延迟误差的补偿值。
26.根据权利要求23所述的卫星信号接收机，其中，信号跟踪模块包括：
复制码产生器，产生复制码；
相关值计算单元，使用复制码来计算所述多个相关值；
梯度鉴别器，鉴别从连接分别与复制码相应的任何两个相关点的线导出的斜率梯度；
处理单元，通过比较所鉴别的斜率梯度来检测时间延迟并计算与所检测的时间延迟相应的补偿值。
27.根据权利要求26所述的卫星信号接收机，其中，第一码的时间延迟大于E码且小于P码，第二码的时间延迟大于P码且小于L码。
28.根据权利要求26所述的卫星信号接收机，其中，相关值计算单元包括第一相关器至第五相关器，分别计算E码、P码、L码、第一码和第二码的相关值。
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