一種導(dǎo)航信號(hào)捕獲方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)航信號(hào)捕獲方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的快速發(fā)展和人類生活水平的不斷提高，衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)已經(jīng)應(yīng)用于 人類生活的各個(gè)方面。同時(shí)，各領(lǐng)域?qū)?dǎo)航服務(wù)性能的要求也越來(lái)越高，伴隨而來(lái)的是相關(guān) 技術(shù)的不斷革新。
[0003] 為了獲得高性能的導(dǎo)航服務(wù)，現(xiàn)代GNSS系統(tǒng)采用了新的信號(hào)體制。新的調(diào)制方式 和早期的BPSK調(diào)制方式不同，它們主要采用B0C及其衍生型B0C調(diào)制方式，這主要是因?yàn)橄?對(duì)于BPSK調(diào)制方式而言，B0C信號(hào)具有更好的譜分離特性、抗干擾特性和相關(guān)性;在新的信 號(hào)體制中，信號(hào)一般是多通道組合信號(hào)，由數(shù)據(jù)分量和導(dǎo)頻分量構(gòu)成，導(dǎo)航數(shù)據(jù)調(diào)制在數(shù)據(jù) 分量上，而導(dǎo)頻分量的碼也不再是短碼，而是由主碼和次碼構(gòu)成的分層碼。
[0004] 新的信號(hào)體制及其調(diào)制方式的變革，使得傳統(tǒng)的信號(hào)捕獲算法不再適用。首先，傳 統(tǒng)的GNSS信號(hào)只有一個(gè)信號(hào)分量，而現(xiàn)代GNSS信號(hào)主要是多通道組合信號(hào)，其功率按一定 比例分配給數(shù)據(jù)通道和導(dǎo)頻通道。導(dǎo)航信號(hào)的信噪比一般很低，如果對(duì)現(xiàn)代GNSS信號(hào)使用 傳統(tǒng)的單通道捕獲算法，將會(huì)損失一定的有效信號(hào)功率，捕獲性能不夠理想。采用數(shù)據(jù)/導(dǎo) 頻分量組合的策略進(jìn)行捕獲，可以有效地利用信號(hào)功率，因此具有較好的捕獲性能。其次， B0C及其衍生型B0C調(diào)制信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)在一個(gè)碼片范圍內(nèi)存在多個(gè)峰值，當(dāng)信號(hào)的信噪 比較低時(shí)，旁峰很可能會(huì)高于主峰，因而導(dǎo)致捕獲結(jié)果的碼相位模糊，造成誤檢。消除碼相 位模糊的常用方法是BPSK-like技術(shù)，它利用濾波器得到B0C信號(hào)功率譜后，將其當(dāng)作BPSK 信號(hào)處理，搜索到載波頻率和碼相位。
[0005] Galileo E1信號(hào)包含數(shù)據(jù)分量和導(dǎo)頻分量2個(gè)信號(hào)分量，它們均采用CB0C (composite binary offset carrier)調(diào)制方式。傳統(tǒng)的信號(hào)捕獲算法適用于單通道導(dǎo)航 信號(hào)，對(duì)于具有2個(gè)信號(hào)分量的E1信號(hào)，由于沒(méi)有充分利用信號(hào)功率，捕獲性能不夠理想；另 一方面，CB0C信號(hào)的相關(guān)函數(shù)具有多個(gè)峰值，可能引起捕獲結(jié)果的多峰錯(cuò)鎖和相位模糊。無(wú) 論哪種方式都有其不足之處，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種導(dǎo)航信號(hào)捕獲的方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)航 信號(hào)捕獲方法存在局限性的問(wèn)題。
[0007] 其具體的技術(shù)方案如下：
[0008] -種導(dǎo)航信號(hào)捕獲的方法，所述方法包括：
[0009] 根據(jù)輸入中頻導(dǎo)航信號(hào)的頻率，向載波累加處理模塊輸入載波頻率控制字，并進(jìn) 行載波數(shù)控振蕩器NC0累加操作，得到本地中頻正弦載波、余弦載波，并通過(guò)與導(dǎo)航信號(hào)混 頻，得到I路混頻數(shù)據(jù)以及Q路混頻數(shù)據(jù)；
[0010] 根據(jù)輸入的碼頻控制字、碼相位控制字、碼片滑動(dòng)控制字、碼間控制字，進(jìn)行NC0累 加操作，得到三支路的本地偽碼同步信號(hào)組以及正弦副載波組；
[0011] 在所述本地偽碼同步信號(hào)組下進(jìn)行碼片、碼周計(jì)數(shù)，得到碼相位計(jì)數(shù)、碼片計(jì)數(shù)和 1.5碼周計(jì)數(shù)；
[0012] 根據(jù)所述本地偽碼同步信號(hào)組以及所述正弦副載波組，對(duì)I路混頻數(shù)據(jù)以及Q路混 頻數(shù)據(jù)做相關(guān)累加運(yùn)算，得到第一個(gè)三組累加能量值；
[0013] 根據(jù)所述本地偽碼同步信號(hào)組，對(duì)I路混頻數(shù)據(jù)以及Q路混頻數(shù)據(jù)做相關(guān)累加運(yùn) 算，得到第二個(gè)三組累加能量值；
[0014] 將所述第一個(gè)三組累加能量值與第二個(gè)三組累加能量值相減，得到累加能量組， 并將所述累加能量組作為捕獲導(dǎo)航信息的判決量。
[0015] 可選的，所述根據(jù)輸入的碼頻控制字、碼相位控制字、碼片滑動(dòng)控制字、碼間控制 字，進(jìn)行NC0累加操作，得到三支路的本地偽碼同步信號(hào)組以及正弦副載波組，包括：
[0016] 對(duì)P路碼NC0累加量進(jìn)行求取跳變沿操作，得到即時(shí)碼同步信號(hào)；
[0017] 根據(jù)碼NC0累加量以及碼相關(guān)距，得到E路碼NC0累加量，對(duì)E路碼NC0累加量進(jìn)行求 取跳變沿操作，得到超前碼同步信號(hào)；
[0018] 根據(jù)碼NC0累加量以及碼相關(guān)距，得到L路碼NC0累加量，對(duì)L路碼NC0累加量進(jìn)行求 取跳變沿操作，得到滯后碼同步信號(hào)。
[0019] 可選的，對(duì)P路碼NC0累加量進(jìn)行求取跳變沿操作，得到即時(shí)碼同步信號(hào)，包括：
[0020] 判定p路的碼相位控制字是否為負(fù)值；
[0021] 若是，并且加入碼相位控制字的時(shí)刻造成碼NC0溢出位跳變，則不生成p路的即時(shí) 碼同步信號(hào)；
[0022]若否，則生成p路的即時(shí)碼同步信號(hào)。
[0023]可選的，所述方法還包括：
[0024]將所述即時(shí)碼同步信號(hào)、超前碼同步信號(hào)、滯后碼同步信號(hào)的相關(guān)間距分別配置 為1/2碼片、1/4碼片、1/8碼片，其中，三路同步信號(hào)的片碼值相同，相位不相同。
[0025] 可選的，得到三支路的本地偽碼同步信號(hào)組以及正弦副載波組，包括：
[0026] E路正弦副載波的電平值與E路碼NC0累加量的最高位的電平值保持一致；
[0027] P路正弦副載波的電平值與"碼NC0累加量"的最高位的電平值保持一致；
[0028] L路正弦副載波的電平值與L路碼NC0累加量的最高位的電平值保持一致。
[0029] 一種導(dǎo)航信號(hào)捕獲的系統(tǒng)，包括：
[0030]第一累加處理模塊，用于根據(jù)輸入中頻導(dǎo)航信號(hào)的頻率，向載波累加處理模塊輸 入載波頻率控制字，并進(jìn)行載波數(shù)控振蕩器NC0累加操作，得到本地中頻正弦載波、余弦載 波，并通過(guò)與導(dǎo)航信號(hào)混頻，得到I路混頻數(shù)據(jù)以及Q路混頻數(shù)據(jù)；
[0031] 第二累加處理模塊，用于根據(jù)輸入的碼頻控制字、碼相位控制字、碼片滑動(dòng)控制 字、碼間控制字，進(jìn)行NC0累加操作，得到三支路的本地偽碼同步信號(hào)組以及正弦副載波組；
[0032] 計(jì)數(shù)模塊，用于在所述本地偽碼同步信號(hào)組下進(jìn)行碼片、碼周計(jì)數(shù)，得到碼相位計(jì) 數(shù)、碼片計(jì)數(shù)和1.5碼周計(jì)數(shù)；
[0033]累加運(yùn)算模塊，用于根據(jù)所述本地偽碼同步信號(hào)組以及所述正弦副載波組，對(duì)I路 混頻數(shù)據(jù)以及Q路混頻數(shù)據(jù)做相關(guān)累加運(yùn)算，得到第一個(gè)三組累加能量值;根據(jù)所述本地偽 碼同步信號(hào)組，對(duì)I路混頻數(shù)據(jù)以及Q路混頻數(shù)據(jù)做相關(guān)累加運(yùn)算，得到第二個(gè)三組累加能 量值；
[0034] 處理模塊，用于將所述第一個(gè)三組累加能量值與第二個(gè)三組累加能量值相減，得 到累加能量組，并將所述累加能量組作為捕獲導(dǎo)航信息的判決量。
[0035] 可選的，第一累加處理模塊，具體用于對(duì)P路碼NC0累加量進(jìn)行求取跳變沿操作，得 到即時(shí)碼同步信號(hào);根據(jù)碼NC0累加量以及碼相關(guān)距，得到E路碼NC0累加量，對(duì)E路碼NC0累 加量進(jìn)行求取跳變沿操作，得到超前碼同步信號(hào);根據(jù)碼NC0累加量以及碼相關(guān)距，得到L路 碼NC0累加量，對(duì)L路碼NC0累加量進(jìn)行求取跳變沿操作，得到滯后碼同步信號(hào)。
[0036] 可選的，所述第一累加處理模塊，具體用于判定p路的碼相位控制字是否為負(fù)值； 若是，并且加入碼相位控制字的時(shí)刻造成碼NC0溢出位跳變，則不生成p路的即時(shí)碼同步信 號(hào);若否，則生成P路的即時(shí)碼同步信號(hào)。
[0037] 可選的，所述第一累加處理模塊，具體用于將所述即時(shí)碼同步信號(hào)、超前碼同步信 號(hào)、滯后碼同步信號(hào)的相關(guān)間距分別配置為1/2碼片、1/4碼片、1/8碼片，其中，三路同步信 號(hào)的片碼值相同，相位不相同。
[0038]可選的，所述第二累加處理模塊，具體用于E路正弦副載波的電平值與E路碼NC0累 加量的最高位的電平值保持一致;P路正弦副載波的電平值與"碼NC0累加量"的最高位的電 平值保持一致;L路正弦副載波的電平值與L路碼NC0累加量的最高位的電平值保持一致。
[0039] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：
[0040] (1)本發(fā)明通過(guò)B0C自相關(guān)、B0C與BPSK互相關(guān)的方式得到兩組能量值，通過(guò)能量值 相減得到能量值頻譜波形接近于BPSK自相關(guān)波形譜、峰值單一且明顯高出旁瓣值的累加量 組，簡(jiǎn)化了分裂譜信號(hào)的處理方式，具有很強(qiáng)的實(shí)用性；
[0041 ] (2)本發(fā)明可以不需要Galileo E1導(dǎo)航信號(hào)的E1-C導(dǎo)頻支路配合，直接對(duì)包含電 文的E1-B支路進(jìn)行捕獲跟蹤，操作簡(jiǎn)單靈活。
[0042] (3)本發(fā)明借鑒本發(fā)明人前一篇專利"一種相關(guān)間距可配的星載多頻多模通用偽 碼發(fā)生方法"的E/P/L三路偽碼同步信號(hào)生成方式，產(chǎn)生本地碼組，碼相關(guān)間距可通過(guò)輸入 的外部控制字實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，構(gòu)成捕獲陣列，并且在每一次碼周結(jié)束時(shí)，可進(jìn)行碼相位突 跳、碼片突跳調(diào)整，使碼相位快速對(duì)準(zhǔn)，確保了捕獲的準(zhǔn)確度和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種導(dǎo)航信號(hào)捕獲的方法的流程圖；
[0044]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中Galileo E1數(shù)字相關(guān)器工作原理示意圖；
[0045] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中E1-B信號(hào)捕獲判決量仿真示意圖；
[0046] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中E1偽碼生成模塊邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中ZV計(jì)數(shù)器邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；