[發明專利]一種兼容GPS和北斗2導航系統的衛星信號捕獲方法

有效

• 申請號: 200910164331.8
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN101639529A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 林靜然;李玉柏;陳永剛;高峰;易清明
• 申請（專利權）人: 東莞市泰斗微電子科技有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種兼容GPS和北斗2導航系統的衛星信號捕獲方法，包括如下步驟：

步驟1：設定捕獲參數，包括：捕獲門限Tresh、幀長len、采樣率f_s、多普勒頻率變化范圍[-aKHz，+aKHz]、GPS碼相位捕獲精度、北斗2碼相位捕獲精度、頻率捕獲精度Δf、NCO累加字寬度W、載波估計值f_c、需要進行捕獲的GPS衛星ID號、需要進行捕獲的北斗2衛星ID號、GPS的C/A碼周期N_G和碼率f_{G_code}、北斗2的C碼周期N_C和碼率f_{C_code}；

步驟2：對輸入信號x_Fs進行打包處理，對打包處理后的數據做FFT，得到本步驟的輸出信號X_sF；

步驟3：產生本地載波信號b_m(n)；

步驟4：產生碼序列c_s(n)；

步驟5：將步驟3產生的本地載波信號b_m(n)和步驟4產生的碼序列c_s(n)中的每一個元素值對應相乘，得到本地射頻信號l_ms(n)，對l_ms(n)進行打包處理，對打包處理后的數據做FFT，得到L_sm；

步驟6：將步驟2的輸出信號X_sF和步驟5的輸出信號L_sm中的任意一個取共軛，然后與另一個信號中的每一個元素值對應相乘，得到本步驟的輸出信號R_sm；

步驟7：對步驟6輸出的信號R_sm取共軛，然后做FFT得到r_sm，對r_sm中的每一個元素分別取模，得到?

步驟8：用?構造數據矩陣P_s，即搜索該矩陣中所有元素的最大值，運用預先設置的判決規則和捕獲門限Tresh進行判決，如果判決結果是捕獲成功，則輸出判決結果，否則進入步驟9；?

步驟9：判斷是否對所有衛星ID號都已經進行過捕獲處理，如果是，輸出捕獲失敗結論，如果不是，則找到尚未進行過捕獲處理的衛星ID號，轉到步驟4；

其特征是：

所述步驟1設定的捕獲參數中，還包括捕獲模式指示參數，該參數的值為“GPS模式”和“北斗2模式”兩個中的一個；

所述步驟2和步驟5中的打包處理，均依次按照如下步驟進行：

1)計算頻率控制字：按照所述步驟1中設定的參數，GPS捕獲的頻率控制字為f_{G_ctl}和北斗2捕獲的頻率控制字為f_{C_ctl}，分別由下面兩式計算得到

2).初始化累加字sum_G＝0，sum_C＝0，初始化控制信號chip_half＝0，初始化數據打包的累加次數num＝0；

3).對于GPS模式和北斗2模式，分別運用下面的公式進行累加運算：

sum_G＝sum_G+f_{G_ctl}?or?sum_C＝sum_C+f_{C_ctl}

同時將num值加1，即：num＝num+1；

4)判斷sum_s＞2^W-1是否成立，如果不成立，則回到3)重復執行，如果成立，則進入步驟5；

5)判斷chip_half＝0是否成立，如果成立，則先輸出num值，再將chip_half值置1，num值置0，并回到3)重復執行，如果不成立，則進入步驟6；

6)判斷sum_s＞2^W是否成立，如果成立，則先輸出num值，再將chip_half值置0，num值置0，并將sum_s重新賦值為sum_s＝sum_s?mod?2^W，運算符mod表示求余數運算，如果不成立，則回到3)重復執行；?

7).利用5)或6)中輸出的num值，對輸入數據幀進行打包處理，得到新的輸入數據幀，所述步驟2的打包處理計算公式如下：

所述步驟5的打包處理計算公式如下：

其中，N_S表示碼周期，若為GPS模式，則N_S＝N_G，若為北斗2模式，則N_S＝N_C，num_i表示5)或6)中第i次的累加計數輸出num值，

8)對打包后得到的數據的末尾進行填零處理，使得填零以后的數據長度是比原序列長度大的所有2的整數次冪里面的最小值，GPS數據填零后的長度用H_g表示，北斗2數據填零后的長度用H_C表示；

所述步驟2、步驟5和步驟7中的FFT，均依次按照如下步驟進行：

1)設定進行FFT運算的序列長度為H_C；

2)?根據所述步驟1中設定的捕獲模式指示參數，若為北斗2模式，則將一個北斗2通道的一幀數據放入一個長度為H_C的緩存，若為GPS模式，則將兩個GPS通道的各一幀數據，依次放入一個長度為H_C的緩存；

3)若為北斗2模式，則將該緩存中的H_C點數據做位倒序，若為GPS模式，則分別將前H_C/2點和后H_C/2點做位倒序；

4)?對3)中的數據按照H_C點FFT運算規則開始FFT運算，若為北斗2模式，則以第log₂H_C級輸出結果為輸出結果，若為GPS模式，則只進行前log₂H_g級運算，作為輸出結果；?

所述步驟4依次按照如下步驟進行：

1)設置GPS/北斗2兼容碼發生器：兼容碼發生器由兩個11位的移位寄存器組成，當捕獲模式指示參數設置為GPS模式時，最后一位移位寄存器不工作，當捕獲模式指示參數設置為北斗2模式時，最后一位移位寄存器要工作；

2)當捕獲模式指示參數設置為GPS模式時，按照GPS的C/A碼生成的技術規范，生成其C/A碼，即碼序列c_s(n)；

3)當捕獲模式指示參數設置為北斗2模式時，按照北斗2的C碼生成的技術規范，生成其C碼，即碼序列c_s(n)。