一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法及裝置，其方法包括以下步驟：對下采樣混頻產(chǎn)生中頻信號r(t)進行FFT運算得到R(k)；產(chǎn)生本地復(fù)制碼信號，并在預(yù)設(shè)的多普勒頻移范圍內(nèi)進行多頻率點的盲混疊；盲混疊信號進行FFT運算得到頻域的盲混疊信號并對其取復(fù)共軛得到H(k)*；將R(k)與H(k)*相乘得到Y(jié)(k)，并對Y(k)做IFFT運算，得到y(tǒng)(t)，找出y(t)幅值最大的位置，即為偽碼相位值c(t)；將得到的c(t)與中頻信號r(t)相乘實現(xiàn)偽碼信號與載波信號的盲分離，得到載波信號x(t)；對x(t)做FFT運算得到信號頻譜，找出最大峰值所對應(yīng)的頻率值，即為載波多普勒頻移值kd，從而完成捕獲工作。本發(fā)明的方法及裝置適用于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信號的捕獲，進一步減小了信號捕獲所需的運算量，提高捕獲速度與捕獲效率。
【專利說明】
—種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及GPS信號處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是能夠為用戶提供全天候，全實時，高精度定位與導(dǎo)航等服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。作為國家重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施和戰(zhàn)略設(shè)施，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國家綜合國力的重要標(biāo)志，是保障國家安全的重要基石，為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)提供技術(shù)支持，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會意義。
[0003]衛(wèi)星信號的捕獲過程是一個三維參數(shù)的捕獲過程。選取一顆衛(wèi)星號參數(shù)后，利用偽隨機碼的強自相關(guān)性這一特征，設(shè)置不同的多普勒頻移和偽碼相位參數(shù)進行相關(guān)運算，直到偽隨機碼的自相關(guān)峰值超過設(shè)定的閾值，從而捕獲成功，同時記錄此位置的多普勒頻移和偽碼相位。
[0004]目前傳統(tǒng)的捕獲方法主要有兩種:時域串行搜索捕獲方法和頻域并行搜索捕獲方法。時域串行搜索捕獲方法具有結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，但其運算量巨大，捕獲時間長。而頻域并行捕獲方法是指基于快速傅里葉變換的頻域循環(huán)相關(guān)捕獲算法，它是將時域內(nèi)的相關(guān)運算用頻域內(nèi)傅里葉變換后的乘積來代替，從而減少運算量，提高捕獲速度。目前關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航信號快速捕獲方法的研究主要是基于這種頻域并行方法來開展的，但頻域并行方法同樣需要在每個載波多普勒頻移點與偽碼相位點進行多次的相關(guān)運算，因此，減少捕獲搜索過程中的相關(guān)運算次數(shù)可以進一步提高衛(wèi)星信號的捕獲速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的首要目的是提供一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法。
[0007]本發(fā)明的進一步目的是提供一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲裝置。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，包括如下步驟:
[0010]S1:衛(wèi)星導(dǎo)航信號經(jīng)過天線接收后，下采樣混頻變?yōu)橹蓄l信號r(t)，對r(t)進行FFT運算得到R (k)；
[0011]S2:產(chǎn)生本地復(fù)制碼信號Si(t)，在預(yù)設(shè)的多普勒頻移范圍內(nèi)進行M個頻率點的盲混疊，M為正整數(shù)，得到盲混疊信號h(t)；
[0012]S3:對盲混疊信號h(t)進行FFT運算得到頻域的盲混疊信號H(k)，并對其取復(fù)共軛得到H(k)%
[0013]S4:將R (k)與H (k) *相乘得到Y(jié) (k)，并對Y (k)做IFFT運算，得到y(tǒng)⑴，找出幅值最大的位置，即為偽碼相位值c (t)；
[0014]S5:將得到的c(t)與中頻信號r(t)相乘實現(xiàn)偽碼信號與載波信號的盲分離，得到載波信號X (t);
[0015]S6:對x(t)做FFT運算得到信號頻譜，找出最大峰值所對應(yīng)的頻率值，即為載波多普勒頻移值kd，從而完成捕獲工作。
[0016]在一種優(yōu)選的方案中，步驟SI中，所述中頻信號r(t)的表達(dá)式為:

【權(quán)利要求】
1.一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:衛(wèi)星導(dǎo)航信號經(jīng)過天線接收后，下采樣混頻變?yōu)橹蓄l信號r(t)，對r(t)進行FFT運算得到R(k)； S2:產(chǎn)生本地復(fù)制碼信號Si(t)，在預(yù)設(shè)的多普勒頻移范圍內(nèi)進行M個頻率點的盲混疊，M為正整數(shù)，得到盲混疊信號h(t)； 53:對盲混疊信號h(t)進行FFT運算得到頻域的盲混疊信號H (k)，并對其取復(fù)共軛得到 H(k)*; 54:將R (k)與H (k) *相乘得到Y(jié) (k)，并對Y (k)做IFFT運算，得到y(tǒng)⑴，找出幅值最大的位置，即為偽碼相位值c (t)； 55:將得到的c(t)與中頻信號r(t)相乘實現(xiàn)偽碼信號與載波信號的盲分離，得到載波信號x(t)； 56:對x(t)做FFT運算得到信號頻譜，找出最大峰值所對應(yīng)的頻率值，即為載波多普勒頻移值kd，從而完成捕獲工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，步驟SI中，所述中頻信號r(t)的表達(dá)式為:
r(t) - y/?ΑC(t)D(i)cos(OJ11J + θ0) + n, (t)， 其中，C(t)是C/A碼，A表示C/A碼的幅度，D (t)表示數(shù)據(jù)碼，ωιρ表示中頻載波頻率，Θ ^是載波初始相位，H1 (t)是指信號白噪聲； 所述R(k)的表達(dá)式為: ⑷.ηπΜΝ ο
H-O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，步驟S2中，所述本地復(fù)制碼信號Si (t)的表達(dá)式為: 其中，Oi表示本地復(fù)制碼信號角頻率； 所述盲混疊信號h(t)的表達(dá)式為:
M /HO 二 。

/-1
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，步驟S3中，所述頻域的盲混疊信號H (k)，及其復(fù)共軛H(k)*，如下列式子所示: //(/() =、.，k=0, 1’…’ N-1,
W-O
I/(kY - ll(k) ?
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，步驟54中，所述￥00、7(0、(3(0如下列式子所示:
Y(k) = R(k) XH(k)*，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，步驟S5中，所述載波信號x(t)的表達(dá)式為:
X (t) =c (t) Xr ⑴。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲方法，其特征在于，步驟S2中，所述預(yù)設(shè)的多普勒頻移范圍為-1OkHz~10kHz，所述M = 21，對M個頻率點進行盲混疊的具體方法為: 首先產(chǎn)生載波多普勒頻移為OkHz的本地復(fù)制碼信號，然后以O(shè)kHz為中心，分別進行[-10kHz,-9kHz,-8kHz, —,8kHz,9kHz, 1kHz]的頻率移動，產(chǎn)生 21 個以 IkHz 為間隔的本地復(fù)制碼信號Si(t)，i = 1,2,-,21 ;并將這些不同頻率點的本地復(fù)制碼信號在時域內(nèi)進行累加混疊，從而得到時域盲混疊信號h(t)。
8.一種基于盲混疊與盲分離的衛(wèi)星導(dǎo)航信號捕獲裝置，其特征在于，包括: (1)衛(wèi)星導(dǎo)航信號接收模塊:用于接受衛(wèi)星導(dǎo)航信號r(t)，并對其做FFT運算，得到R(k)； (2)盲混疊模塊:用于產(chǎn)生本地復(fù)制碼信號Si(t)，并多普勒頻移范圍[-10kHz，1kHz]內(nèi)對其做多頻率點的盲混疊，得到盲混疊信號h(t)； (3)取復(fù)共軛模塊:用于對盲混疊后的信號h(t)做FFT運算，得到H(k)，并對H(k)復(fù)共軛，得到H(k)*; (4)取偽碼相位值模塊:用于將R(k)與H(k廣相乘，得到Y(jié)(k)，并對Y(k)做IFFT運算，得到y(tǒng)(t)，找出y(t)幅值最大的位置，即為偽碼相位值c(t)； (5)盲分離模塊:用于將c(t)與r(t)相乘實現(xiàn)偽碼信號與載波信號的盲分離，得到載波信號x(t)； (6)取載波多普勒頻移值模塊:用于對x(t)做FFT運算得到信號頻譜，找出最大峰值所對應(yīng)的頻率值，即為載波多普勒頻移值kd，從而完成捕獲工作。
【文檔編號】G01S19/30GK104199060SQ201410378113
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】謝勝利, 周郭許, 謝侃, 易清明 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)