基于相關(guān)函數(shù)分離重構(gòu)的BOC(m,n)信號(hào)的捕獲方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出基于相關(guān)函數(shù)分離重構(gòu)的BOC(m,n)信號(hào)的捕獲方法，包括：將中頻輸入信號(hào)進(jìn)行主載波剝離、本地產(chǎn)生兩路副載波，一路為完整的副載波SCall(t)。另一路的經(jīng)過(guò)截取的副載波SCF(t)，此兩路副載波分別調(diào)制偽碼生成本地BOC信號(hào)、將剝離主載波后的輸入信號(hào)進(jìn)行FFT變換等步驟。本發(fā)明適用于BOCs(m,n)類(lèi)信號(hào)(k為偶數(shù)階)、BOCs(m,n)類(lèi)信號(hào)(k為奇數(shù)階)、BOCc(m,n)類(lèi)信號(hào)(k為偶數(shù)階)的無(wú)模糊度捕獲,能完全消除BOC信號(hào)的旁峰，避免的BOC信號(hào)多峰性在捕獲中引起的誤捕和漏捕問(wèn)題。保留了BOC信號(hào)的窄的相關(guān)峰特性，最終檢測(cè)峰的寬度為個(gè)碼片，能夠滿足BOC信號(hào)高精度捕獲要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于相關(guān)函數(shù)分離重構(gòu)的BOC(m, η)信號(hào)的捕獲方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航定位【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及消除B0C(m，η)調(diào)制的多峰性引起的捕獲模糊度的算法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前衛(wèi)星導(dǎo)航由單GPS時(shí)代進(jìn)入GNSS時(shí)代，由于頻譜資源有限，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間的干擾。BOC調(diào)制方式隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生，它是以方波作為副載波對(duì)偽隨機(jī)碼進(jìn)行預(yù)調(diào)制，使得信號(hào)頻譜對(duì)稱(chēng)分裂于頻帶邊緣，以減少信號(hào)間的相互干擾，合理利用頻帶資源。然而B(niǎo)OC信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)在±lchip內(nèi)存在多個(gè)正負(fù)峰值，在捕獲中多峰性會(huì)產(chǎn)生兩方面的問(wèn)題:一是誤捕到旁峰造成捕獲模糊度，從而影響測(cè)距精度；二是存在多個(gè)零點(diǎn)，捕獲搜索過(guò)程中容易漏捕信號(hào)，從而延長(zhǎng)了捕獲搜索時(shí)間。針對(duì)BOC信號(hào)多峰性引起誤捕和漏捕的問(wèn)題目前采用主要方法有:多載波模型BPSK like法將BOC信號(hào)看成無(wú)窮多個(gè)BPSK信號(hào)的疊加，本地通過(guò)產(chǎn)生等價(jià)的載波可以同時(shí)剝離主載波和副載波，積分后相關(guān)峰為一個(gè)類(lèi)似于BPSK信號(hào)的單峰，該算法有0.5-0.SdB的能量損失。副載波相位消除法(SCPC, Subcarrier Phase Cancellation)是借鑒了主載波剝離的思想，本地產(chǎn)生兩路副載波相位正交的BOC信號(hào)，將B0C、QB0C碼互相關(guān)函數(shù)和BOC碼自相關(guān)函數(shù)平方相加將得到的不含零點(diǎn)的相關(guān)曲線，該方法解決了搜索過(guò)程中漏捕的問(wèn)題，然而本方法沒(méi)有保留BOC信號(hào)窄相關(guān)峰特性。自相關(guān)邊鋒消除法(ASPeCT, Autocorrelation Side-peak CancellationTechnique)利用了 BOC (η, η)信號(hào)自相關(guān)函數(shù)和BOC (n, n) /PRN的互相關(guān)在相同碼相位處具有類(lèi)似的旁峰特點(diǎn)，通過(guò)增加權(quán)值系數(shù)，研究表明處理后的旁峰與主峰的峰值比達(dá)到9.5%。此算法僅適用于BOC(η，η)信號(hào)，面對(duì)各大導(dǎo)航系統(tǒng)上采用的不同的BOC信號(hào)，該算法的適應(yīng)性受到限制，而且旁峰消除的并不完全。
【權(quán)利要求】
1.基于相關(guān)函數(shù)分離重構(gòu)的BOC(m.ni信號(hào)的捕獲方法，m為副載波頻率與基準(zhǔn)頻率的比值.n為碼頻率與基準(zhǔn)頻率的比值；調(diào)制階數(shù)為k= 2n/r.;1為碼相位，其步驟: 步驟一:將接收到的中頻輸入信號(hào)XIF(r )進(jìn)行主載波剝離得到同相1、正交Q兩路，每路共分為M段， 每段為整數(shù)個(gè)偽碼周期，其中M>2 ； 步驟二:本地產(chǎn)生兩路副載波信號(hào)，分別記為SCall(_ )、SCF()對(duì)于輸入信號(hào)為BOCs (m, η)信號(hào)，每個(gè)擴(kuò)頻碼片內(nèi)存在k個(gè)矩形脈沖(脈沖寬度為半個(gè)副載波周期Tsc),在一個(gè)擴(kuò)頻碼片內(nèi)，如果選擇第I個(gè)矩形脈沖為基準(zhǔn)的話，那么接下來(lái)的第2~k個(gè)脈沖可以看作第I個(gè)脈沖的周期延拓且符號(hào)相同或者取反，SCF(_ )即為截取每一個(gè)偽碼碼片內(nèi)第一個(gè)矩形脈沖組成副載波；而對(duì)于輸入信號(hào)為BOCc (m, η)信號(hào)，每個(gè)擴(kuò)頻碼片內(nèi)存在2k個(gè)矩形脈沖(矩形脈沖寬度為T(mén)sc/2)，SC ()即為截取每一個(gè)偽碼碼片內(nèi)第一個(gè)矩形脈沖組成副載波，本地偽隨機(jī)碼local_PRN(i )經(jīng)副載波SCF(_ )調(diào)制生成一路本地BOC信號(hào)，記為local_B0CF( t );本地偽隨機(jī)碼local_PRN( [)經(jīng)副載波SCall ( ? )調(diào)制生成另一路本地BOC 信號(hào)，記為 local_B0Call( I )，將本地 BOC 信號(hào) local_B0CF(i )、local_B0Call (I )進(jìn)行FFT 運(yùn)算分別得到 FFT_local_B0CF、FFT_local_B0Call 信號(hào)；步驟三:將經(jīng)過(guò)主載波剝離的第i段輸入信號(hào)記為ILBOCi ()(丨=1，2，3夂吣，進(jìn)行卩卩丁運(yùn)算生成FFT_R_B0Ci (i=l, 2，3…Μ)信號(hào)； 步驟四:步驟三中生成的FFT_R_B0Ci和步驟二中生成的FFT_local_B0CF取共軛相乘，并進(jìn)行IFFT運(yùn)算可得到信號(hào)ILBOCi ()與local_B0CF(T)的相關(guān)函數(shù)，記為R ()，同理FFT_ R_B0Ci與FFT_local_B0Call取共軛相乘，并進(jìn)行IFFT運(yùn)算可得到I^BOCi (I )與local_B0Call (I )信號(hào)的相關(guān)函數(shù),記為Rall—x( I )，符號(hào)X表不為I或Q ; 步驟五:對(duì)于B0Cs(m，n)類(lèi)信號(hào)的捕獲，將步驟四中得到的Rf ()延遲時(shí)間T=(k_l)Tsc 0；。:半個(gè)副載波周期)，并乘以(-1)h，得到的相關(guān)值RFx(:);對(duì)于B0Cc(m，n)類(lèi)信號(hào)的捕獲，將步驟四中得到的RF—x(:)延遲時(shí)間調(diào)整為T(mén)=(k-0.5)Tsc (Tsc:半個(gè)副載波周期)，符號(hào)調(diào)整為(_l)k，得到的相關(guān)值Rl—x(t )；步驟六:將步驟四得到的相關(guān)值Rf—()與步驟五得到的相關(guān)值Rl_x(i )取模后相加得到 Rlx (τ) = I Rf x (1)1 +1 Rl x (: ) I，將 Rf—()與 RL—x (? )相減后取模得到 R2X (I ) = | Rf()-Rl ( ) I，將得的相關(guān)值Rl ()減去RZ()可得到一個(gè)峰值較低的單峰R_b—()，符號(hào)X表不為I或Q ; 步驟七:將步驟六中重構(gòu)的峰值較低的單相關(guān)峰Rcot1 ()與步驟四中產(chǎn)生的BOC自相關(guān)函數(shù)Rall—x()取模后相乘即可得到第i段數(shù)據(jù)的積分輸出值Yx( )= Reofflbj (t )*|RalLχ(τ ) I，符號(hào)X表示為I或Q，對(duì)于總共M段數(shù)據(jù)的積分輸出值進(jìn)行累加可得到1、Q路輸出值，兩路相加后取模平方得到檢測(cè)量z( ) = |I2 ； 步驟八:將檢測(cè)值z(mì)(t)與判決器+設(shè)定的檢測(cè)門(mén)限值比較大小，若檢測(cè)值超過(guò)檢測(cè)門(mén)限值，則認(rèn)為信號(hào)被準(zhǔn)確捕獲，得出定位所需要的衛(wèi)星信號(hào)是否存在于接收中頻輸入信號(hào)中的結(jié)論； 步驟九:當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在定位所需的衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)GNSS接收機(jī)繼續(xù)正常接收衛(wèi)星信號(hào)，得到導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)定位；如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)所需要的衛(wèi)星信號(hào)，則進(jìn)行更換衛(wèi)星重復(fù)步驟一至步驟八。
【文檔編號(hào)】G01S19/24GK103675851SQ201310700379
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】胡輝, 李林, 彭雄明 申請(qǐng)人:胡輝