【GNSS基带算法】Chapter.2 相干积分与非相干积分
Chapter.2 相干积分与非相干积分
作者：齐花Guyc(CAUC)
文章目录
- Chapter.2 相干积分与非相干积分
- 相干积分和非相干积分
- 使用场景
- 目的
相干积分和非相干积分
首先，解释一下什么叫做“相干”。从字面上来讲，“相”指的是“一起”，“干”可以理解为“协调一致”。合起来，相干就是一起协调一致的意思。那什么协调一致呢？此处指的是信号的相位信息。
想象用砖头（代表信号的每帧相关结果）建一个信号塔（代表累积后的信噪比，塔越高，信号越强，越容易检测）：
相干积分：像用相同方向的砖头一层层精确堆砌。每块砖必须对齐（对应多普勒补偿准，相位一致），这样塔建得又高又稳。效率高，因为每加一块砖，高度几乎线性增加（塔高 ≈ 砖头数量 × 单砖高度）。
SNR提升比例 ≈ TTT（线性增长）。T是积分时间（比如从1ms到10ms，T=10倍，SNR提升约10倍）。因为保留相位，信号能量完美叠加，噪声部分抵消。其总时间通常限制在10-20ms，以避免多普勒引发的相位漂移。
非相干积分：像随便扔砖头堆成一堆。只看总高度，不关注砖头的方向（对应只加绝对值，丢掉相位）。塔会高，但因为砖头乱放，效率低，很多能量浪费（塔高 ≈ √砖头数量 × 单砖高度）。
SNR提升比例 ≈ T\sqrt{T}T（平方根增长）。同样T=10倍，SNR只提升约3.16倍（10\sqrt{10}10 ≈ 3.16）。丢掉相位后，信号加得没那么完美，噪声累积更多。
使用场景
相干积分保留相位信息，通过线性累积信号能量，适合需要高信噪比（SNR）提升和精确捕获的场景。
场景：城市峡谷或遮挡，在城市峡谷中，C/N0C/N_0C/N0约为25-35dB-Hz，信号较弱但多普勒变化缓慢。
非相干积分忽略相位信息，通过累积幅度平方，适合多普勒不确定性大或需要长时间累积的场景。其时间可达数百ms，但SNR提升较慢，会产生平方损耗。
场景1：极弱信号环境，室内环境C/N0C/N_0C/N0< 20 dB-Hz，信号淹没噪声
场景2：在一些具有复杂干扰的环境下，非相干积分抗多普勒漂移，鲁棒性强。
目的
两者的共同目标都是为了增强GNSS信号的信噪比，帮助处理弱信号。在噪杂的环境中，找到信号，他们都是“放大信号”的工具。