Gps信號的捕獲方法及其捕獲裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位接收領域，公開了一種GPS信號的捕獲方法及其裝置。本發(fā)明中，該GPS信號捕獲裝置包括捕獲模塊、跟蹤模塊和控制器，整個捕獲過程分為若干輪，在每一輪初始，控制器調整捕獲模塊的非相干積分或差分合并的累積時間長度，以使得捕獲模塊和跟蹤模塊可以在不同的累積時間長度下對部分或者全部待捕衛(wèi)星進行捕獲，可以以較短的累積時間長度來快速地捕獲到信號較強的衛(wèi)星，然后，增加每輪捕獲的累積時間長度來捕獲到信號較弱的衛(wèi)星，從而在較短的時間內有效地捕獲強、弱GPS信號。此外，根據捕獲模塊的累積時間長度來調整捕獲輸出的參數估計對數量，可在較短的累積時間中通過增加參數估計對數量來保證一定的捕獲性能。
【專利說明】GPS信號的捕獲方法及其捕獲裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位接收領域，特別涉及GPS信號的捕獲方法及其捕獲裝置。

【背景技術】
[0002]全球定位系統(tǒng)(Global Posit1n System,簡稱“GPS”)旨在全球范圍內提供全天候的定位、導航、授時服務。隨著用戶對于諸如定位等服務的需求愈來愈強烈，GPS已經逐漸成為智能手機、部分平板電腦等的標準配置?；谥悄苁謾C等的地圖軟件的發(fā)展，也促進了 GPS用戶量的劇增。在GPS的使用中，首先需要捕獲當前位置的衛(wèi)星信號，得到衛(wèi)星的碼相位和多普勒頻率的估計值。
[0003]對于傳統(tǒng)的GPS接收機，捕獲模塊會在衛(wèi)星的多普勒頻率和碼相位組成的二維空間中進行搜索，采用相干積分、非相干積分、差分合并等技術，獲得二維空間中最大觀測值，然后將最大觀測值與設定的門限值進行比較，如果高于門限值，則認為捕獲成功，并輸出最大觀測值對應的多普勒頻率和碼相位估計值給跟蹤模塊。
[0004]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現，傳統(tǒng)的GPS接收機，通常采用一個固定的相干積分、非相干積分或者差分合并時間來對衛(wèi)星進行捕獲。對于強GPS衛(wèi)星信號，采用較短的時間就能夠將其捕獲；而對于弱GPS衛(wèi)星信號，則一般需要較長的時間才能夠將其捕獲。為了兼顧弱GPS衛(wèi)星信號，傳統(tǒng)的GPS接收機采用統(tǒng)一的時間捕獲強、弱GPS衛(wèi)星信號，采用統(tǒng)一的時間捕獲信號強度不同的GPS衛(wèi)星信號會耗費大量的時間。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種GPS信號的捕獲方法及其裝置，可以快速、有效地捕獲強、弱GPS信號。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種GPS信號的捕獲方法，包括以下步驟:
[0007]控制器設定捕獲模塊的參數，包括設定待捕衛(wèi)星、非相干積分或差分合并的累積時間長度和參數估計對的數量；
[0008]捕獲模塊接收待捕衛(wèi)星的GPS信號，并對接收到的GPS信號進行處理，包括對接收到的GPS信號進行相干積分運算，按照累積時間長度對相干積分結果進行非相干積分或差分合并，并輸出相應的參數估計對給跟蹤模塊；
[0009]跟蹤模塊接收待捕衛(wèi)星的參數估計對，控制器建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤待捕衛(wèi)星；
[0010]所述控制器判斷是否有預定數量的待捕衛(wèi)星被跟蹤成功，若為否，所述控制器增加所述累積時間長度和/或根據所述累積時間長度增加所述參數估計對的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號的步驟。
[0011]本發(fā)明的實施方式還公開了一種GPS信號的捕獲裝置，包括:
[0012]控制器，用于設定捕獲模塊的參數，包括設定待捕衛(wèi)星、非相干積分或差分合并的累積時間長度和參數估計對的數量，還用于建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤待捕衛(wèi)星，以及用于判斷是否有預定數量的待捕衛(wèi)星被跟蹤成功，若否，則所述控制器增加所述累積時間長度和/或根據所述累積時間長度增加參數估計對的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號；
[0013]捕獲模塊，用于接收待捕衛(wèi)星的GPS信號，并對接收到的GPS信號進行處理，包括對接收到的GPS信號進行相干積分運算，按照累積時間長度對相干積分結果進行非相干積分或差分合并，并輸出相應的參數估計對給跟蹤模塊；
[0014]跟蹤模塊，用于接收待捕衛(wèi)星的參數估計對，并使用控制器建立的跟蹤通道跟蹤待捕衛(wèi)星。
[0015]本發(fā)明實施方式與現有技術相比，主要區(qū)別及其效果在于:
[0016]本發(fā)明的GPS信號捕獲方法可以實現待捕衛(wèi)星的多輪捕獲，在第一輪捕獲中若沒有成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星，則進行第二輪捕獲，直到成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星；并且在每一輪初始，控制器調整捕獲模塊的非相干積分或差分合并的累積時間長度，以使得捕獲模塊和跟蹤模塊可以在不同的累積時間長度下對部分或者全部待捕衛(wèi)星進行捕獲，可以以較短的累積時間長度來快速地捕獲到信號較強的衛(wèi)星，然后，增加每輪捕獲的累積時間長度來捕獲到信號較弱的衛(wèi)星，從而在較短的時間內有效地捕獲強、弱GPS信號。
[0017]本發(fā)明的GPS信號捕獲裝置包括捕獲模塊、跟蹤模塊和控制器，通過捕獲模塊、跟蹤模塊和控制器的相互配合，可以實現待捕衛(wèi)星的多輪捕獲，在第一輪捕獲中若沒有成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星，則進行第二輪捕獲，直到成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星；并且在每一輪初始，控制器調整捕獲模塊的非相干積分或差分合并的累積時間長度，以使得捕獲模塊和跟蹤模塊可以在不同的累積時間長度下對部分或者全部待捕衛(wèi)星進行捕獲，可以以較短的累積時間長度來快速地捕獲到信號較強的衛(wèi)星，然后，增加每輪捕獲的累積時間長度來捕獲到信號較弱的衛(wèi)星，從而在較短的時間內有效地捕獲強、弱GPS信號。
[0018]進一步地，在每一輪捕獲GPS信號時，控制器根據捕獲模塊的非相干積分或差分合并的累積時間長度或實際系統(tǒng)中的軟硬件資源來調整捕獲輸出的參數估計對數量，可在較短的累積時間中通過增加參數估計對數量來保證一定的捕獲性能。
[0019]進一步地，相應于捕獲模塊輸出的待捕衛(wèi)星的多個參數估計對建立多個跟蹤通道對待捕衛(wèi)星進行跟蹤，并在其中一個跟蹤通道跟蹤成功后，釋放其他跟蹤通道，捕獲速度快，效率高。
[0020]進一步地，針對不同情況采用不同的方式輸出多個參數估計對，可保證一定的捕獲性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明第一實施方式提供的一種GPS信號的捕獲方法的流程示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明第一實施方式提供的一種GPS信號的捕獲方法的流程示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明第一實施方式提供的一種GPS信號的捕獲方法的流程示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明第一實施方式提供的一種GPS信號的捕獲裝置中捕獲模塊的結構示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明第二實施方式提供的一種GPS信號的捕獲裝置中跟蹤模塊的工作示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明第三實施方式提供的一種GPS信號的捕獲裝置的結構示意圖；
[0027]圖7是本發(fā)明第四實施方式提供的一種GPS信號的捕獲裝置中控制器的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0028]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，本領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0030]本發(fā)明第一實施方式涉及一種GPS信號的捕獲方法。圖1，圖2是該GPS信號的捕獲方法的流程示意圖。如圖1所示，該GPS信號的捕獲方法包括以下步驟:
[0031]在步驟101中，控制器設定捕獲模塊的參數，包括設定待捕衛(wèi)星、非相干積分或差分合并的累積時間長度和參數估計對的數量。
[0032]此后進入步驟102，捕獲模塊接收待捕衛(wèi)星的GPS信號，并對接收到的GPS信號進行處理，包括對接收到的GPS信號進行相干積分運算，按照累積時間長度對相干積分結果進行非相干積分或差分合并，并輸出相應的參數估計對給跟蹤模塊。
[0033]此后進入步驟103，跟蹤模塊接收待捕衛(wèi)星的參數估計對，控制器建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤待捕衛(wèi)星。
[0034]此后進入步驟104，控制器判斷是否有預定數量的待捕衛(wèi)星被跟蹤成功，若為否，進入步驟105，若為是，則結束本流程。其中，預定數量的待捕衛(wèi)星可以是控制器設定的全部待捕衛(wèi)星，也可以是捕獲比例為70%、80%或90%的待捕衛(wèi)星。
[0035]在步驟105中，控制器增加上述累積時間長度和/或根據上述累積時間長度增加上述參數估計對的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號的步驟，即回到步驟102。
[0036]由步驟105可以看到，在預定數量的待捕衛(wèi)星沒有被跟蹤成功時，可通過控制器調整捕獲模塊的相應參數后再進行新一輪的捕獲:
[0037]可以增加累積時間長度，如圖2所示，根據非相干積分或差分合并的累積時間長度不同可以將捕獲過程分為若干輪201、202…20η，每一輪的捕獲過程對不同待捕衛(wèi)星采用相同的累積時間長度設置，并且對部分或者全部待捕衛(wèi)星進行捕獲。在捕獲開始時，第一輪搜索201采用較短的累積時間長度，從而可以快速的捕獲到信號較強的衛(wèi)星，然后，增加每輪捕獲的累積時間長度，從而捕獲到信號較弱的衛(wèi)星。假設T2tli為第i輪搜索的累積時間長度，則有 T201 < T202 <...< T20nO
[0038]本發(fā)明的GPS信號捕獲方法可以實現待捕衛(wèi)星的多輪捕獲，在第一輪捕獲中若沒有成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星，則進行第二輪捕獲，直到成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星；并且在每一輪初始，控制器調整捕獲模塊的非相干積分或差分合并的累積時間長度，以使得捕獲模塊和跟蹤模塊可以在不同的累積時間長度下對部分或者全部待捕衛(wèi)星進行捕獲，可以以較短的累積時間長度來快速地捕獲到信號較強的衛(wèi)星，然后，增加每輪捕獲的累積時間長度來捕獲到信號較弱的衛(wèi)星，從而在較短的時間內有效地捕獲強、弱GPS信號。
[0039]作為一種實施方式，也可以允許上述捕獲模塊輸出多個參數估計對并調整參數估計對的輸出數量。具體地說:
[0040]如圖3所示，在步驟301中，設定捕獲模塊輸出的參數估計對數量。
[0041]在步驟302中，捕獲模塊按照控制器設定的參數估計對數量輸出相應的參數估計對給跟蹤模塊。
[0042]并在步驟305中，控制器根據上述累積時間長度增加上述參數估計對的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號的步驟，即回到步驟302。
[0043]其中，步驟303，304與步驟103，104相同。
[0044]一般的系統(tǒng)僅輸出一對參數估計對，而在本發(fā)明中，在每一輪捕獲GPS信號時，控制器根據捕獲模塊的非相干積分或差分合并的累積時間長度或實際系統(tǒng)中的軟硬件資源來調整捕獲輸出的參數估計對數量，可在較短的累積時間中通過增加參數估計對數量來保證一定的捕獲性能。
[0045]其中，上述參數估計對為待捕衛(wèi)星的碼相位和多普勒頻率的估計值。
[0046]在步驟302中，對于同一個待捕衛(wèi)星的GPS信號，捕獲模塊可以遍歷不同頻率后輸出相應數量的參數估計對，也可以針對每個頻率，分別輸出相應數量的參數估計對。針對不同情況采用不同的方式輸出多個參數估計對，可保證一定的捕獲性能。
[0047]當然，還可以在增加累積時間長度的同時，根據增加的累積時間長度相應地增加參數估計對數量，以在快速地捕獲強、弱GPS信號的同時，保證一定的捕獲性能。
[0048]在一個優(yōu)選的例子中，捕獲模塊具體如圖4所示。
[0049]其中401是輸入數字中頻信號(即GPS信號)，采樣頻率為16.368MHz，中頻頻率為4.092MHzο 402 為本地數字控制振蕩器(NCO, numerical controlled oscillator)產生的頻率為4.092MHz，采樣率為16.368MHz的本地中頻信號，該本地中頻信號與輸入數字中頻信號相乘，將輸入數字中頻信號下變頻至基帶。該基帶信號中包含多普勒頻偏。將此基帶信號進行8倍降采樣得到信號403，降采樣后的采樣率為2.046MHz?？刂破髟O置混頻器的頻率值，混頻器的輸入信號404是本地生成的某個多普勒頻點，在本例中，多普勒頻率的搜索范圍是-1OkHz?1kHz，搜索的步長是500Hz，可以理解，在其他實施例中，也可以設置其他合適的多普勒頻率的搜索范圍和步長。
[0050]然后將上述混頻后的信號405經過并行碼相關器410。并行碼相關器410對1023個碼相位以半個碼相位的精度輸出相關結果，即輸出2046個相關結果，其中延時單元411的延時長度為1/2046毫秒。信號406是碼生成器所產生的碼相位信號。信號413是經乘法器412后每毫秒相干積分的結果，當然，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以以多個毫秒如2暈秒、3暈秒為單位進行相干積分。多個I暈秒的相干積分結果可以通過非相干積分或者差分合并來提高捕獲的精度，在本例中采用的是差分合并，可以理解，在其他實施例中，也可以采用非相干積分。至于采用多少個I毫秒的相干積分結果，則完全由控制器配置，個數越多，則捕獲的性能越好。本例中，差分合并的個數配置為40個，則在經過40次差分合并后，將獲得2046個觀測量411?4142_。然后，記錄41七?4 1 42(146中最大的若干個測量值及其對應的碼相位和多普勒頻率。根據控制器配置的不同，可以讓跟蹤模塊跟蹤每個頻點最大的若干個碼相位對應的信號；也可以遍歷所有頻率后，跟蹤觀測值最大的若干個參數對(碼相位和多普勒頻率)對應的信號。
[0051]可以理解，上述配置僅為一優(yōu)選配置，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以根據實際情況，對各參數進行其他配置來更好地捕獲各衛(wèi)星的GPS信號，并不限于上述配置。
[0052]本發(fā)明第二實施方式涉及一種GPS信號的捕獲方法。圖5是上述跟蹤模塊的工作示意圖
[0053]第二實施方式在第一實施方式的基礎上進行了改進,主要改進之處在于:相應于捕獲模塊輸出的待捕衛(wèi)星的多個參數估計對建立多個跟蹤通道對該待捕衛(wèi)星進行跟蹤，并在其中一個跟蹤通道跟蹤成功后，釋放其他跟蹤通道，捕獲速度快，效率高。具體地說:
[0054]如圖5所示，在步驟103或303中，在控制器建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤待捕衛(wèi)星后，還包括在經過預定時長后，該控制器釋放未跟蹤成功的跟蹤通道，并進一步包括以下子步驟:
[0055]跟蹤模塊接收到一組待捕衛(wèi)星的參數估計對，控制器相應地激活一組有空閑的跟蹤通道I?η給跟蹤模塊跟蹤該待捕衛(wèi)星，如圖5中的跟蹤通道502i?502n。跟蹤方法采用一般GPS衛(wèi)星跟蹤方法，可以使用硬件或者軟件來實現，在此不再贅述。
[0056]跟蹤模塊定期判斷該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道是否跟蹤該待捕衛(wèi)星成功，若其中一個跟蹤通道跟蹤該待捕衛(wèi)星成功，則控制器釋放該待捕衛(wèi)星的其它跟蹤通道，若一段時間后該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道都沒有跟蹤該待捕衛(wèi)星成功，則控制器釋放該待捕衛(wèi)星的所有跟蹤通道，該待捕衛(wèi)星被判定為未跟蹤成功，即該待捕衛(wèi)星信號被判為弱于當前的捕獲精度或不存在。
[0057]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，跟蹤模塊也可以在預定時長后判斷所有跟蹤通道是否跟蹤待捕衛(wèi)星成功。
[0058]本發(fā)明的各方法實施方式均可以以軟件、硬件、固件等方式實現。不管本發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實現，指令代碼都可以存儲在任何類型的計算機可訪問的存儲器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可更換的介質等等)。同樣，存儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable ArrayLogic,簡稱“PAL”)、隨機存取存儲器(Random Access Memory,簡稱“RAM”)、可編程只讀存儲器(Programmable Read Only Memory,簡稱“PR0M”)、只讀存儲器(Read-Only Memory,簡稱“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM,簡稱“EEPR0M”)、磁盤、光盤、數字通用光盤(Digital Versatile Disc，簡稱“DVD”)等等。
[0059]本發(fā)明第三實施方式涉及一種GPS信號的捕獲裝置。圖6是該GPS信號的捕獲裝置的結構示意圖。如圖6所示，該GPS信號的捕獲裝置包括:
[0060]控制器603，用于設定捕獲模塊601的參數，包括設定待捕衛(wèi)星、非相干積分或差分合并的累積時間長度和參數估計對的數量，還用于建立跟蹤通道給跟蹤模塊602跟蹤待捕衛(wèi)星，以及用于判斷是否有預定數量的待捕衛(wèi)星被跟蹤成功，若否，則所述控制器603增加上述累積時間長度和/或根據上述累積時間長度增加參數估計對605的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號。
[0061]捕獲模塊601，用于接收待捕衛(wèi)星的GPS信號604，并對接收到的GPS信號604進行處理，包括對接收到的GPS信號604進行相干積分運算，按照累積時間長度對相干積分結果進行非相干積分或差分合并，并輸出相應的參數估計對605給跟蹤模塊602。
[0062]跟蹤模塊602，用于接收待捕衛(wèi)星的參數估計對605，并使用控制器603建立的跟蹤通道跟蹤待捕衛(wèi)星。
[0063]由上可以看到，在預定數量的待捕衛(wèi)星沒有被跟蹤成功時，上述控制器603對捕獲模塊601的相應參數調整后再進行新一輪的捕獲:
[0064]可以增加累積時間長度；
[0065]也可以允許捕獲模塊601輸出多個參數估計對605并調整參數估計對605的輸出數量。具體地說:
[0066]控制器603還用于設定捕獲模塊601輸出的參數估計對605數量并在控制器603對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲GPS信號前，增加參數估計對605數量。
[0067]捕獲模塊601還用于按照控制器603設定的參數估計對605數量輸出相應的參數估計對605給跟蹤模塊602。
[0068]一般的系統(tǒng)僅輸出一對參數估計對605，而在本發(fā)明中，在每一輪捕獲GPS信號時，控制器603根據捕獲模塊601的非相干積分或差分合并的累積時間長度或實際系統(tǒng)中的軟硬件資源來調整捕獲輸出的參數估計對605數量，可在較短的累積時間中通過增加參數估計對605數量來保證一定的捕獲性能。
[0069]其中，上述參數估計對605為待捕衛(wèi)星的碼相位和多普勒頻率的估計值。
[0070]對于同一個待捕衛(wèi)星的GPS信號，捕獲模塊601遍歷不同頻率后輸出相應數量的參數估計對605，或針對每個頻率，分別輸出相應數量的參數估計對605。針對不同情況采用不同的方式輸出多個參數估計對605，可保證一定的捕獲性能。
[0071]當然，還可以在增加累積時間長度的同時，根據增加的累積時間長度相應地增加參數估計對605數量，以在快速地捕獲強、弱GPS信號的同時，保證一定的捕獲性能。
[0072]更具體地，各模塊的運作如圖6所示，其中601為捕獲模塊，數字中頻信號(即GPS信號604)輸入該模塊,輸出為對衛(wèi)星的一對或若干對多普勒頻率和碼相位的估計值605。602為跟蹤模塊，該模塊采用傳統(tǒng)的GPS信號跟蹤方法，輸入為數字中頻信號(即GPS信號604)和捕獲模塊601對衛(wèi)星的一對或若干對多普勒頻率和碼相位的估計值605。603為控制器603，該控制器603作用于上述兩模塊，對于捕獲模塊601，主要用于設定待捕衛(wèi)星、設置混頻器頻率值、設置非相干積分或差分合并的累積時間長度，設置捕獲輸出的參數估計對605數量；對于跟蹤模塊602，用于建立和釋放衛(wèi)星跟蹤通道。
[0073]本發(fā)明的GPS信號捕獲裝置包括捕獲模塊601、跟蹤模塊602和控制器603，通過捕獲模塊601、跟蹤模塊602和控制器603的相互配合，可以實現待捕衛(wèi)星的多輪捕獲，在第一輪捕獲中若沒有成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星，則進行第二輪捕獲，直到成功跟蹤預定數量的待捕衛(wèi)星；并且，在每一輪初始，控制器603調整捕獲模塊601的非相干積分或差分合并的累積時間長度，以使得捕獲模塊601和跟蹤模塊602可以在不同的累積時間長度下對部分或者全部待捕衛(wèi)星進行捕獲，可以以較短的累積時間長度來快速地捕獲到信號較強的衛(wèi)星，然后，增加每輪捕獲的累積時間長度來捕獲到信號較弱的衛(wèi)星，從而在較短的時間內有效地捕獲強、弱GPS信號。
[0074]第一實施方式是與本實施方式相對應的方法實施方式，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節(jié)也可應用在第一實施方式中。
[0075]本發(fā)明第四實施方式涉及一種GPS信號的捕獲裝置。圖7是該GPS信號的捕獲裝置中控制器603的結構示意圖。
[0076]第四實施方式在第三實施方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在于:相應于捕獲模塊601輸出的待捕衛(wèi)星的多個參數估計對605建立多個跟蹤通道對該待捕衛(wèi)星進行跟蹤，并在其中一個跟蹤通道跟蹤成功后，釋放其他跟蹤通道，捕獲速度快，效率高。具體地說:
[0077]如圖7所示，上述控制器603還用于在建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤待捕衛(wèi)星后，在經過預定時長后釋放未跟蹤成功的跟蹤通道，該控制器603包括:
[0078]激活單元，用于在跟蹤模塊602接收一組待捕衛(wèi)星的參數估計對605后，相應地激活一組有空閑的跟蹤通道給跟蹤模塊602跟蹤該待捕衛(wèi)星；
[0079]第一釋放單元，用于在該待捕衛(wèi)星的一個跟蹤通道跟蹤該待捕衛(wèi)星成功后，釋放該待捕衛(wèi)星的其它跟蹤通道；
[0080]第二釋放單元，用于在預定時長后，若上述跟蹤模塊602確認該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道都沒有跟蹤該待捕衛(wèi)星成功時，釋放該待捕衛(wèi)星的所有跟蹤通道。
[0081]上述跟蹤模塊602包括檢測單元，用于定期判斷該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道是否跟蹤該待捕衛(wèi)星成功。
[0082]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，上述跟蹤模塊也可以在預定時長后判斷所有跟蹤通道是否跟蹤待捕衛(wèi)星成功。
[0083]第二實施方式是與本實施方式相對應的方法實施方式，本實施方式可與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關技術細節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節(jié)也可應用在第二實施方式中。
[0084]基于傳統(tǒng)GPS接收機的缺點，本發(fā)明提出了一種先短時間捕獲強信號再長時間捕獲弱信號的GPS信號捕獲方法及裝置，通過配置不同的非相干積分或差分合并的累積時間長度、捕獲輸出的參數估計對605數量等，可以快速、有效地捕獲強、弱GPS信號。
[0085]需要說明的是，本發(fā)明各設備實施方式中提到的各單元都是邏輯單元，在物理上，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實現，這些邏輯單元本身的物理實現方式并不是最重要的，這些邏輯單元所實現的功能的組合才是解決本發(fā)明所提出的技術問題的關鍵。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本發(fā)明上述各設備實施方式并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術問題關系不太密切的單元引入，這并不表明上述設備實施方式并不存在其它的單元。
[0086]需要說明的是，在本專利的權利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0087]雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種GPS信號的捕獲方法，其特征在于，包括以下步驟: 控制器設定捕獲模塊的參數，包括設定待捕衛(wèi)星、非相干積分或差分合并的累積時間長度和參數估計對的數量； 所述捕獲模塊接收所述待捕衛(wèi)星的GPS信號，并對接收到的GPS信號進行處理，包括對接收到的GPS信號進行相干積分運算，按照所述累積時間長度對相干積分結果進行非相干積分或差分合并，并輸出相應的參數估計對給跟蹤模塊； 所述跟蹤模塊接收所述待捕衛(wèi)星的參數估計對，所述控制器建立相應跟蹤通道給所述跟蹤模塊跟蹤所述待捕衛(wèi)星； 所述控制器判斷是否有預定數量的待捕衛(wèi)星被跟蹤成功，若為否，所述控制器增加所述累積時間長度和/或根據所述累積時間長度增加所述參數估計對的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號的步驟。
2.根據權利要求1所述的GPS信號的捕獲方法，其特征在于，在所述控制器建立相應跟蹤通道給所述跟蹤模塊跟蹤所述待捕衛(wèi)星后，還包括在經過預定時長后所述控制器釋放未跟蹤成功的跟蹤通道。
3.根據權利要求2所述的GPS信號的捕獲方法，其特征在于，在所述跟蹤模塊跟蹤所述待捕衛(wèi)星的步驟中包括以下子步驟: 所述跟蹤模塊接收一組所述待捕衛(wèi)星的參數估計對，所述控制器相應地激活一組有空閑的跟蹤通道給所述跟蹤模塊跟蹤該待捕衛(wèi)星； 所述跟蹤模塊定期判斷該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道是否跟蹤該待捕衛(wèi)星成功，若其中一個跟蹤通道跟蹤該待捕衛(wèi)星成功，則所述控制器釋放該待捕衛(wèi)星的其它跟蹤通道，若預定時長后該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道都沒有跟蹤該待捕衛(wèi)星成功，則所述控制器釋放該待捕衛(wèi)星的所有跟蹤通道，該待捕衛(wèi)星被判定為未跟蹤成功。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的GPS信號的捕獲方法，其特征在于，所述參數估計對為所述待捕衛(wèi)星的碼相位和多普勒頻率的估計值； 在所述捕獲模塊接收所述待捕衛(wèi)星的GPS信號，并對接收到的GPS信號進行處理的步驟中，對于同一個待捕衛(wèi)星的GPS信號，所述捕獲模塊遍歷不同頻率后輸出相應數量的參數估計對，或針對每個頻率，分別輸出相應數量的參數估計對。
5.根據權利要求1所述的GPS信號的捕獲方法，其特征在于，在所述捕獲模塊對接收到的GPS信號進行相干積分運算前，還包括對接收到的GPS信號進行下變頻、降采樣和混頻處理； 所述捕獲模塊對接收到的GPS信號進行以毫秒為單位的相干積分運算。
6.一種GPS信號的捕獲裝置，其特征在于，包括: 控制器，用于設定捕獲模塊的參數，包括設定待捕衛(wèi)星、非相干積分或差分合并的累積時間長度和參數估計對的數量，還用于建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤所述待捕衛(wèi)星，以及用于判斷是否有預定數量的待捕衛(wèi)星被跟蹤成功，若否，則所述控制器增加所述累積時間長度和/或根據所述累積時間長度增加參數估計對的數量，并對未跟蹤成功的待捕衛(wèi)星重復捕獲其GPS信號； 捕獲模塊，用于接收所述待捕衛(wèi)星的GPS信號，并對接收到的GPS信號進行處理，包括對接收到的GPS信號進行相干積分運算，按照所述累積時間長度對相干積分結果進行非相干積分或差分合并，并輸出相應的參數估計對給跟蹤模塊； 跟蹤模塊，用于接收所述待捕衛(wèi)星的參數估計對，并使用所述控制器建立的跟蹤通道跟蹤所述待捕衛(wèi)星。
7.根據權利要求6所述的GPS信號的捕獲裝置，其特征在于，所述控制器還用于在建立相應跟蹤通道給跟蹤模塊跟蹤所述待捕衛(wèi)星后，在經過預定時長后釋放未跟蹤成功的跟蹤通道。
8.根據權利要求7所述的GPS信號的捕獲裝置，其特征在于，所述控制器包括: 激活單元，用于在所述跟蹤模塊接收一組所述待捕衛(wèi)星的參數估計對后，相應地激活一組有空閑的跟蹤通道給所述跟蹤模塊跟蹤該待捕衛(wèi)星； 第一釋放單元，用于在該待捕衛(wèi)星的一個跟蹤通道跟蹤該待捕衛(wèi)星成功后，釋放該待捕衛(wèi)星的其它跟蹤通道； 第二釋放單元，用于在預定時長后，若所述跟蹤模塊確認該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道都沒有跟蹤該待捕衛(wèi)星成功時，釋放該待捕衛(wèi)星的所有跟蹤通道； 所述跟蹤模塊包括檢測單元，用于定期判斷該待捕衛(wèi)星的各跟蹤通道是否跟蹤該待捕衛(wèi)星成功。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的GPS信號的捕獲裝置，其特征在于，所述參數估計對為所述待捕衛(wèi)星的碼相位和多普勒頻率的估計值； 對于同一個待捕衛(wèi)星的GPS信號，所述捕獲模塊遍歷不同頻率后輸出相應數量的參數估計對，或針對每個頻率，分別輸出相應數量的參數估計對。
10.根據權利要求6所述的GPS信號的捕獲裝置，其特征在于，所述捕獲模塊還用于在對接收到的GPS信號進行相干積分運算前，對接收到的GPS信號進行下變頻、降采樣和混頻處理； 所述捕獲模塊對接收到的GPS信號進行的相干積分運算以毫秒為單位。
【文檔編號】G01S19/24GK104516004SQ201310460217
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】曹志平, 尤佳 申請人:上海炬力集成電路設計有限公司