卫星导航系统的接收机结构如下图所示。主要包括射频前端和基带信号处理两大部分。基带信号处理主要包括信号捕获、跟踪和定位解算。
C/A码的信号捕获是利用卫星发送的伪随机码所具有的良好的相关特性,通过将接收到的卫星码元与本地码元之间进行相关,然后通过相关峰检测来捕获卫星信号。
P码的信号捕获则是在C/A码信号捕获的基础上,根据P码的构成方式,利用对X1码的Z计数来进行P码的捕获。
捕获结束后,利用码跟踪环路和载波跟踪环路来进行码锁定和载波锁定,进而得到导航电文。
码的锁定和跟踪过程是跟踪卫星运动引起的伪距变化,主要的手段是通过产生与本地码相差半个码元的前发码和后发码,对前发码和后发码获得的相关峰相对本地码相关峰的延时差进行相减,来得到延时误差信号。然后,控制本地码的产生时间来补偿该插值,从而完成对码的跟踪。
载波跟踪的目的实际上是对卫星导航信号的多普勒频率进行跟踪,也就是伪距率的跟踪。一般可采用Costas载波跟踪环来实现。Costas载波跟踪环路如下图所示。