一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻gps信號捕獲方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法，首先實現(xiàn)對L1信號的捕獲；根據(jù)獲得的L1信號的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位獲得用于L2C信號捕獲的輔助信息；然后針對L2C信號進行分段，在各個分段的基礎上，采用分裂基傅里葉變換的方式，最終實現(xiàn)對雙頻GPS信號捕獲；在很大程度上減少了捕獲過程中的計算量和存儲空間，提高了計算速度，為L1/L2C雙頻GPS信號接收機在嵌入式系統(tǒng)上的實現(xiàn)奠定了理論基礎。
【專利說明】一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法。
【背景技術】
[0002]隨著時代的發(fā)展和民用用戶對定位精度的要求不斷提高，LI單頻GPS系統(tǒng)已經(jīng)顯示出一定的局限性。GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))現(xiàn)代化計劃在L2波段增加了民用L2C信號，雙頻信號能夠校正電離層延遲誤差從而可以獲得更加精確的定位結算結果，提高了定位精度。而且，L2C信號采用了特殊的民用中等長度碼(CM)和民用長碼(CL)時分復用的方式，具有更低的載波跟蹤門限和數(shù)據(jù)解調(diào)門限，具有更有的相關性能，更適合在室內(nèi)、叢林等信號較弱的場合應用。
[0003]由于L2C信號中CM和CL碼的長度是C/A碼的10倍和750倍，如果仍然依照原有的C/A碼捕獲的算法，將導致計算量明顯增多，所需要的存儲空間大大增加，現(xiàn)有硬件條件將無法滿足捕獲計算的要求。因此如何在資源有限的情況下提高L2C信號的捕獲速度成為問題的關鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術問題，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于分段分裂基傅里葉變換，能夠有效提高雙頻GPS信號捕獲效率的基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法。
[0005]本發(fā)明為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本發(fā)明設計了一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號·捕獲方法，包括如下步驟:
[0006]步驟001.捕獲GPS數(shù)字中頻信號中LI信號的載波多普勒頻移fdri和C/A碼的初始相位nc/A ；
[0007]步驟002.根據(jù)LI信號的載波多普勒頻移fdri和C/A碼的初始相位ne/A，獲取GPS數(shù)字中頻信號中L2C信號的載波多普勒頻移fdr2、以及L2C信號中CM碼的初始相位預估集合A，生成本地歸零CM碼信號；根據(jù)

ω d(L2C/Ll)_2 ^ fdr2 獲得L2C信號的多普勒角頻移
ω d(L2C/
LI)；
[0008]步驟003.針對GPS數(shù)字中頻信號和本地歸零CM碼信號的第m個相干積分塊，分別進行相同的分段，并分別針對該兩種信號的各分段信號進行分裂基傅里葉變換；分別針對經(jīng)過分裂基傅里葉變換的各段本地歸零CM碼信號，取其共軛值；
[0009]步驟004.針對步驟003中，經(jīng)過分裂基傅里葉變換的各段GPS數(shù)字中頻信號和經(jīng)過分裂基傅里葉變換、并取共軛值的各段本地歸零CM碼信號，按序列進行點對點相乘；并對按序列進行點對點相乘的結果做分裂基逆傅里葉變換，獲得各段GPS數(shù)字中頻信號與各段本地歸零CM碼信號之間按序列一一對應的CM碼的相關積分AZa^1), I = O, 1-0- -1),1'表示針對GPS數(shù)字中頻信號和本地歸零CM碼信號的第m個相干積分塊進行分段的段數(shù)；[0010]步驟005.針對各個CM碼的相關積分AZqi0iu)進行移位相加，獲得第m個相干積分塊中CM碼的相關積分〖_ ;并對2_取絕對值獲得CM碼的捕獲判決函數(shù)
【權利要求】
1.一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟001.捕獲GPS數(shù)字中頻信號中LI信號的載波多普勒頻移fdri和C/A碼的初始相位 nc/A ; 步驟002.根據(jù)LI信號的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位ne/A，獲取GPS數(shù)字中頻信號中L2C信號的載波多普勒頻移f&2、以及L2C信號中CM碼的初始相位預估集合A，生成本地歸零CM碼信號；根據(jù)


ω d(L2C/Ll)_2 71 fdr2

獲得L2C信號的多普勒角頻移ω d(L2C/Ll); 步驟003.針對GPS數(shù)字中頻信號和本地歸零CM碼信號的第m個相干積分塊，分別進行相同的分段，并分別針對該兩種信號的各分段信號進行分裂基傅里葉變換；分別針對經(jīng)過分裂基傅里葉變換的各段本地歸零CM碼信號，取其共軛值； 步驟004.針對步驟003中，經(jīng)過分裂基傅里葉變換的各段GPS數(shù)字中頻信號和經(jīng)過分裂基傅里葉變換、并取共軛值的各段本地歸零CM碼信號，按序列進行點對點相乘；并對按序列進行點對點相乘的結果做分裂基逆傅里葉變換，獲得各段GPS數(shù)字中頻信號與各段本地歸零CM碼信號之間按序列一一對應的CM碼的相關積分= O, I...0- -1),1'表示針對GPS數(shù)字中頻信號和本地歸零CM碼信號的第m個相干積分塊進行分段的段數(shù)； 步驟005.針對各個CM碼的相關積分AZqi0iu)進行移位相加，獲得第m個相干積分塊中CM碼的相關積分2_ ;并對Zqiw取絕對值獲得CM碼的捕獲判決函數(shù)Pd，％(￡2tYiJ; 步驟006.根據(jù)CM碼的捕獲判決函數(shù)Z5m(ts,cail{L2c/Ll})、CM碼的初始相位預估集合A、以及預設的檢測門限H，獲取CM碼的初始相 步驟007.根據(jù)CM碼的初始相位^、CM碼和CL碼的相位關系，獲得CL碼的初始相位預估集合B，生成本地歸零CL碼信號，并按照步驟004至步驟006的方式獲取CL碼的初始相位。
2.根據(jù)權利要求1所述一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法，其特征在于:所述步驟001中，采用并行碼相位搜索捕獲算法捕獲GPS數(shù)字中頻信號中LI信號的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位nc/A。
3.根據(jù)權利要求2所述一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法，其特征在于:所述步驟001中，若采用并行碼相位搜索捕獲算法捕獲GPS數(shù)字中頻信號中LI信號的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位r^A失敗，則采用差分相干積分捕獲算法進行獲取。
4.根據(jù)權利要求1所述一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號捕獲方法，其特征在于:所述步驟002中，根據(jù)LI信號的載波多普勒頻移和如下公式(I)，獲取GPS數(shù)字中頻信號中L2C信號的載波多普勒頻移ft2，
【文檔編號】G01S19/24GK103675850SQ201310700232
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】曾慶喜, 唐琳琳, 楊英杰, 黃玉劃, 陸新芳, 陳小惠 申請人:南京航空航天大學, 江蘇新安電器有限公司, 東北電力大學