[發(fā)明專利]一種用于高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中信號(hào)快捕的裝置及其方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710069884.6
• 申請(qǐng)日: 2007-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN101082664A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞晨晟;趙民建;許峰;張浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S1/02
• 分類號(hào): G01S1/02;G01S5/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

1.一種用于高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中信號(hào)快捕的裝置，其特征在于，數(shù)字自動(dòng)增益控制模塊與數(shù)字下變頻器相接，數(shù)字下變頻器、I路濾波抽取模塊、I路匹配濾波器模塊、包絡(luò)運(yùn)算器模塊、非相關(guān)累加檢測器、中心控制器模塊順次相接，數(shù)字下變頻器、Q路濾波抽取模塊、Q路匹配濾波器模塊、包絡(luò)運(yùn)算器模塊順次相接，中心控制器器模塊與數(shù)字下變頻器模塊相接；其中I路匹配濾波器模塊或者Q路匹配濾波器模塊為p個(gè)部分匹配濾波器首尾級(jí)聯(lián)，p個(gè)部分匹配濾波器的輸出與多路累加器相接；其中匹配濾波器總長度為M，每個(gè)部分匹配濾波器的長度N＝M/p；所述數(shù)字自動(dòng)增益控制模塊的電路為：乘法器模塊、累加器模塊、控制器模塊順次相接，計(jì)數(shù)器模塊與控制器模塊相接，控制器模塊與乘法器模塊相接；所述的濾波抽取模塊的電路為：第一級(jí)濾波器、第一級(jí)抽取器、第二級(jí)濾波器、第二級(jí)抽取器順次相接；所述的部分匹配濾波器模塊的電路為：移位寄存器模塊、乘法器模塊、累加器模塊順次相接，部分碼產(chǎn)生器模塊與乘法器模塊相接，控制器模塊與移位寄存器模塊、部分碼產(chǎn)生器模塊、累加器模塊分別相接，計(jì)數(shù)器模塊與控制器模塊相接；所述的包絡(luò)運(yùn)算器模塊的電路為：平方和模塊與限幅模塊、地址產(chǎn)生器模塊、平方根表模塊相接。

2.一種使用如權(quán)利要求1所述裝置的用于高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中信號(hào)快捕的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)接收經(jīng)過A/D采樣之后的衛(wèi)星中頻信號(hào)；

(2)通過一個(gè)數(shù)字自動(dòng)增益控制模塊，控制信號(hào)的幅度大小；

(3)中頻信號(hào)經(jīng)過數(shù)字下變頻后，得到同相I、正交Q兩路基帶數(shù)字信號(hào)；

(4)對(duì)I、Q兩路信號(hào)分別先經(jīng)過第一級(jí)歸一化截至頻率為1/D₁的低通濾波器，然后進(jìn)行D₁倍抽取，接著經(jīng)過第二級(jí)歸一化截至頻率為1/D₂的低通濾波器，再進(jìn)行D₂倍的抽取，得到數(shù)字基帶信號(hào)的數(shù)據(jù)率為k；

(5)將抽取之后的I、Q兩路信號(hào)分別通過I、Q兩路匹配濾波器模塊，其內(nèi)部所有p個(gè)部分匹配濾波器并行運(yùn)算，在1/k的時(shí)間內(nèi)，得到p個(gè)部分相關(guān)結(jié)果，并且將p個(gè)部分相關(guān)結(jié)果輸入多路累加器得到一個(gè)全相關(guān)結(jié)果；

(6)將I、Q兩路匹配濾波器的輸出通過包絡(luò)運(yùn)算器模塊計(jì)算信號(hào)包絡(luò)，在一個(gè)擴(kuò)頻碼周期T內(nèi)得到M個(gè)包絡(luò)值，其中M＝k·T；?

(7)將M個(gè)包絡(luò)值通過L個(gè)擴(kuò)頻碼周期的非相干累加，檢測器根據(jù)預(yù)設(shè)門限，判斷信號(hào)是否存在，并輸出最大相關(guān)值；

(8)將檢測器的輸出輸入到中心控制器模塊，如果信號(hào)存在，則采取虛警保護(hù)：搜索相鄰頻點(diǎn)，得到相鄰頻點(diǎn)的最大相關(guān)值，并檢測是否超過門限；如果超過門限，則與原頻點(diǎn)的最大相關(guān)值比較，取其中大者的頻點(diǎn)作為捕獲頻點(diǎn)，如果沒有超過門限，則取原頻點(diǎn)作為捕獲頻點(diǎn)；宣布捕獲成功，同時(shí)提供捕獲碼相位，如果信號(hào)不存在，則改變下變頻器的中頻，在多普勒頻偏軸上步進(jìn)搜索下一個(gè)頻點(diǎn)，其中多普勒頻率步進(jìn)為500Hz。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中信號(hào)快捕的方法，其特征在于，所述的通過一個(gè)數(shù)字自動(dòng)增益控制模塊，控制信號(hào)的幅度大小的方法步驟如下：

(1)初始化乘法器可調(diào)系數(shù)C為1，計(jì)數(shù)器置1，累加器置0；

(2)將輸入信號(hào)與系數(shù)C相乘得到X_i，將X_i作為輸出，并取絕對(duì)值后入累加器，同時(shí)計(jì)數(shù)器加1；

(3)判斷計(jì)數(shù)器是否達(dá)到計(jì)數(shù)門限；如果達(dá)到計(jì)數(shù)門限，則將累加結(jié)果取均值，與期望均值區(qū)間比較，如果在期望均值區(qū)間內(nèi)，則環(huán)路鎖定；反之如果大于期望均值區(qū)間的最大值，則以一定的步進(jìn)下調(diào)系數(shù)C，如果小于期望均值區(qū)間的最小值，則以一定的步進(jìn)上調(diào)系數(shù)C，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零，累加器清零；

(4)如果環(huán)路未鎖定，則重復(fù)步驟(2)；反之，將輸入信號(hào)與乘法器已鎖定的系數(shù)C相乘得到X_i，把X_i作為模塊輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中信號(hào)快捕的方法，其特征在于，所述的得到部分相關(guān)結(jié)果的方法步驟如下：

(1)初始化部分碼產(chǎn)生器，賦予確定已知的一個(gè)初始碼相位；累加器和計(jì)數(shù)器清零；新信號(hào)值輸入移位寄存器；

(2)同時(shí)將移位寄存器的輸出和部分碼產(chǎn)生器的輸出輸入乘法器模塊作相關(guān)，并將結(jié)果加入累加器，同時(shí)計(jì)數(shù)器加1；

(3)如果計(jì)數(shù)器達(dá)到部分匹配濾波器長度N，控制器將累加結(jié)果輸出，計(jì)數(shù)器清零；否則重復(fù)步驟(2)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中的信號(hào)快捕的方法，其特征在于，所述的將I、Q兩路匹配濾波器的輸出通過包絡(luò)運(yùn)算器模塊計(jì)算信號(hào)包絡(luò)的方法步驟如下：

(1)對(duì)I、Q兩路匹配濾波器輸出的分別平方后相加；?

(2)將得到的平方和進(jìn)行限幅，超出系統(tǒng)設(shè)定的有效數(shù)值范圍上限的平方和被強(qiáng)制賦值為上限數(shù)值；

(3)將限幅之后的數(shù)據(jù)右移n位之后作為地址，讀預(yù)先存在RAM中的開根號(hào)表，得到平方根，其中n為平方根表格索引和數(shù)值的一個(gè)固定對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果在表格中位置x里存的數(shù)為y，則y為?其中|·|表示取整。?