本发明属于卫星导航，尤其涉及一种卫星导航信号功率增强方法及系统。
背景技术：
1、全球卫星定位系统以高定位精度、广覆盖范围和较少的约束条件而闻名，为用户提供全天候、实时性、全球性的导航定位服务。然而，对于导航信号接收设备而言，导航数据传输距离远，信号在到达地面时很容易受到环境(例如：隧道、室内、地下停车场、地铁等非暴露空间)的影响。信号功率迅速衰减，变得很微弱，同时极易淹没在周围环境的电磁干扰之中，进而影响导航信号接收设备的定位解算结果。
2、尽管导航信号抗干扰方面的研究相对丰富，但信号增强方面的研究通畅仅从信号发射角度考虑问题，例如，专利技术cn109283554a一种基于ka频段多波束天线的低轨卫星导航信号功率增强方法，其导航信号功率增强方法是将多套低轨卫星多波束天线形成的所有波束指向导航信号功率增强目标区域，提高信号落地功率，同时，基于卫星轨道变化信息，进行天线指向控制，使天线波束持续指向所述导航信号功率增强目标区域，从而增强实际接收到的信号强度，简述之，通过增强发射功率、并同时持续准方向接收信号，实现导航信号精确接收。再例如，专利技术cn109490911a一种双频低轨星基卫星导航增强信号产生方法，其由主控分机和发射分机组成，主控分机可接收gnss卫星导航信号，完成轨道计算和外推、星钟驯服、电文组帧和注入，发射分机将电文和扩频码进行扩频调制，通过设计两套发射频率，产生双频卫星导航增强信号，简述之，通过两个频率信号的同时发生和接收，达到相互冗余的效果，实现导航信号完整接收。技术文章“基于蚁群算法的导航卫星功率增强任务规划”(曲建波，孙剑伟，计算机与现代化2021年第2期)中，是利用蚁群系统和最大最小蚂蚁系统的自适应蚁群算法，对大规模功率增强任务进行规划，实现导航信号功率增强，但不足之处是只能实现部分导航任务的信号能够增强，而部分导航任务的信号不能够获得增强，或者不能获得及时增强，导致接收方不能持续接收到稳定、准确的导航信号。
3、实际上，确保导航信号接收设备在收到外界环境影响下仍能准确、完整、稳定地接收导航信号的课题复杂且具有挑战性。要应对导航信号的弱化、干扰和中断等问题。因此，对于导航信号接收设备而言，如何在微弱、甚至掺杂大量干扰信号的情况下，依然能够实现导航功能，成为本领域的研究重点。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提出一种能够在复杂外界环境下，抑制、甚至屏蔽各种干扰信号，提取出微弱的、正确的导航信号数据，并通过信号功率放大，以维持正常的导航效用。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种卫星导航信号功率增强方法，包括如下步骤：
4、使用导航信号接收设备，接收由gnss卫星发送的原始导航信号；
5、采用cnn滤波器对所述原始导航信号进行滤波抑制，生成初步导航信号；
6、对所述初步导航信号进行分段分频处理，得到分段分频信号片段；
7、基于所述分段分频信号片段，通过频域值进行有效性判断，筛选并重组出有效导航数据；当未能识别出有效信号时，使用均值处理后的信号数据进行插补处理；
8、使用自适应波束成形法，对所述导航信号接收设备阵列天线单元中的每个阵元接收到的每颗导航卫星的所述有效导航数据进行融合处理，得到功率增强后的完整导航信号。
9、优选的，所述导航信号接收设备的阵列天线单元，设置n个以y型排布的阵元，同时接收n路信号。
10、优选的，根据信号的频谱特征收敛性，采用cnn滤波器对原始导航信号进行滤波抑制，cnn滤波器为：
11、xk＝jcn-∫tk(wk)+2n
12、式中：xk为导航信号的半数均衡数值，n为滤波参数，j为孔径损失序列，cn为信号补偿值，tk为特征向量函数值，wk为第k路的均衡调度阈值。
13、优选的，对所述初步导航信号进行分段分频处理，得到分段分频信号片段的方法包括：
14、按预设时间将所述初步导航信号进行切片划分，得到若干个切片导航信号；
15、对每一个切片内的所述切片导航信号，依据信号频率进行分频划分，得到若干个分段分频信号片段。
16、优选的，通过频域值进行有效性判断的方法包括：
17、基于本地载波查找表生成本地复现数据，基于本地c/a码查找表生成本地c/a码，二者相乘，乘积作为本地码，对本地码进行快速傅里叶变换，将其变换到频域，从而得到频域本地数据；
18、随后，取频域本地数据的复共轭数据，与频域本地数据进行乘运算，并对乘运算的结果进行反傅里叶变换，得到频域切片数据和频域本地数据的相关值；对相关值进行相关积分处理，即相关值分块累加，并将各数据块对应位置的相关值进行累加，获得相关积分值；
19、若相关积分值大于预设阈值，则该分段分频信号为有效信号；
20、对未能识别出有效信号的切片导航信号，标记为无效信号，然后对下一个切片导航信号进行有效性判断，当判断下一切片中含有有效的导航信号数据时，将下一个切片中的有效信号数据，先与上一个有效的导航信号数据进行均值处理，生产一个均值导航数据，并替换刚刚那个无效信号，使得有效导航数据得以延续。
21、本发明还提供了一种卫星导航信号功率增强系统，应用前述的卫星导航信号功率增强方法，包括阵列天线单元、滤波单元、切片单元、筛选单元和增强单元；
22、所述阵列天线单元设置于导航信号接收设备，用于接收由gnss卫星发送的原始导航信号；
23、所述滤波单元采用cnn滤波器对所述原始导航信号进行滤波抑制，生成初步导航信号；
24、所述切片单元用于对所述初步导航信号进行分段分频处理，得到分段分频信号片段；
25、所述筛选单元用于基于所述分段分频信号片段，通过频域值进行有效性判断，筛选并重组出有效导航数据；以及当未能识别出有效信号时，使用均值处理后的信号数据进行插补处理；
26、所述增强单元使用自适应波束成形法，对所述导航信号接收设备阵列天线单元中的每个阵元接收到的每颗导航卫星的所述有效导航数据进行融合处理，得到功率增强后的完整导航信号。
27、优选的，所述导航信号接收设备的阵列天线单元，设置n个以y型排布的阵元，同时接收n路信号。
28、优选的，所述滤波单元根据信号的频谱特征收敛性，采用cnn滤波器对原始导航信号进行滤波抑制，cnn滤波器为：
29、xk＝jcn-∫tk(wk)+2n
30、式中：xk为导航信号的半数均衡数值，n为滤波参数，j为孔径损失序列，cn为信号补偿值，tk为特征向量函数值，wk为第k路的均衡调度阈值。
31、优选的，所述切片单元包括分段子单元和分频子单元；
32、分段子单元按时间将初步导航信号进行切片划分，得到若干个切片导航信号；
33、对每一个切片内的信号，分频子单元依据信号频率进行分频划分，得到若干个分段分频信号片段。
34、优选的，所述筛选单元通过频域值进行有效性判断的方法包括：
35、由本地载波查找表生成本地复现数据，由本地c/a码查找表生成本地c/a码，二者经乘法子单元相乘，乘积作为本地码，再由傅里叶变换子单元对本地码进行快速傅里叶变换，将其变换到频域，从而得到频域本地数据；
36、随后，由复共轭子单元取频域本地数据的复共轭数据，与频域本地数据进行乘运算，再由反傅里叶变换子单元对乘运算的结果进行反傅里叶变换，得到频域切片数据和频域本地数据的相关值；再由积分子单元对相关值进行相关积分处理，即相关值分块累加，并将各数据块对应位置的相关值进行累加，获得相关积分值。
37、最终，数据子单元对相关积分值和预设阈值进行比较，若相关积分值大于预设阈值，则该分段分频信号为有效信号；
38、插补子单元用于对未能识别出有效信号的切片导航信号，标记为无效信号，然后对下一个切片导航信号进行有效性判断，当判断下一切片中含有有效的导航信号数据时，将下一个切片中的有效信号数据，先与上一个有效的导航信号数据进行均值处理，生产一个均值导航数据，并替换刚刚那个无效信号，使得有效导航数据得以延续。
39、本发明的有益效果如下：
40、本发明公开了一种卫星导航信号功率增强方法和系统，在不依赖导航信号发射端信号增强的情况下，仅从导航信号接收设备端，对接收到的信号进行杂波抑制和滤除，提取出真正的导航信号数据，维持了正常的导航效用。本发明可有效提升导航信号接收设备的信号处理能力，在城市街道、森林和室内环境等受到阻挡的环境下能够实现弱信号的准确捕获，而且修复了不完整的导航数据，实现了实时全天候弱信号接收，保障了导航系统的稳定、有效。
1.一种卫星导航信号功率增强方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的卫星导航信号功率增强方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的卫星导航信号功率增强方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的卫星导航信号功率增强方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的卫星导航信号功率增强方法，其特征在于，
6.一种卫星导航信号功率增强系统，应用权利要求1-5任一项所述的卫星导航信号功率增强方法，其特征在于，包括阵列天线单元、滤波单元、切片单元、筛选单元和增强单元；
7.根据权利要求6所述的卫星导航信号功率增强系统，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的卫星导航信号功率增强系统，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的卫星导航信号功率增强系统，其特征在于，
10.根据权利要求6所述的卫星导航信号功率增强系统，其特征在于，
