[發明專利]基于碼存儲的GPS軟件接收機基帶信號實時跟蹤方法

有效

• 申請號: 200910262851.2
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN101762818A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 王慶;潘樹國;季偉波;曹耀傳
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅

技術領域

本發明涉及GPS軟件接收機實時性跟蹤的改進，尤其是一種基于碼存儲的GPS軟件 接收機基帶信號實時跟蹤方法，屬于電子信息及數字信號處理技術領域。

背景技術

目前國內外對GPS軟件接收機跟蹤的實時性研究現狀為：

(1)GPS軟件接收機傳統跟蹤采用每單位時間調整碼頻率和碼相位實時產生早碼、 晚碼、即時碼與衛星信號在本地的復現載波。

(2)使用性能強勁的計算機，采用多CPU內核處理或使用長指令并行處理數據方式 提高跟蹤環路速度。

近年來，GPS軟件接收機實時性的研究在國內得到了廣泛的重視和研究，它不僅具 有高度的靈活性、可擴展性和良好的兼容性，能夠有效的降低開發成本，縮短開發周期， 而且將實現與硬件接收機同樣的跟蹤速度，通過軟件算法補償，還可提供更好的跟蹤效果。 但軟件實現比硬件實現需要耗費更多的時間，因此，實時性算法的開發越來越受到重視。

目前傳統跟蹤方法存在的問題：

(1)GPS軟件接收機跟蹤環路每單位時間每次都重新生成微調的早碼、晚碼和即時 碼，十分耗時，這段碼產生需要的時間就占整個跟蹤時間二分之一。

(2)采用擁有多核處理器平臺，更高頻率的CPU，或使用長指令集進行底層編程的 專用計算機，需要的投入的成本較高，不適合在普通PC上完成，更加不利于以后程序在 嵌入式平臺實現柔性的可移植性，沒有普遍意義。

發明內容

本發明的目的是為了解決GPS軟件接收機跟蹤環路每單位時間產生微調的早晚碼和 即時碼耗時、算法對平臺和處理器性能依賴性過大，并考慮到多平臺多設備移植性等問題， 提供一種基于碼存儲的GPS軟件接收機基帶信號實時跟蹤方法，該方法是一種提高軟件 接收機跟蹤實時性和可移植性的GPS信號處理方法，可通過簡單有效的使用預存儲的已 估計的微調產生C/A碼的二進制數據，通過載入內存實現查表實現實時調用早晚碼和即 時碼，從而可在跟蹤中消除本地微調C/A碼產生的時間。

實現上述發明目的采取的如下：

一種基于碼存儲的GPS軟件接收機基帶信號實時跟蹤方法，其特征在于：使用射頻 前端采集的GPS中頻采樣數據，統計并確定跟蹤環即時產生的微調的本地C/A碼碼片和 碼頻率微調的偏移范圍，通過實時產生的碼片間隔和碼頻率范圍，確定碼片分辨率精度， 按照碼相位和碼頻率確定的分辨率，產生32顆衛星的微調的本地C/A碼，按照排列組合 順序存儲為統一的二進制數據文件，生成通用的預存微調的本地C/A碼，跟蹤啟動時， 將預存微調的本地C/A碼數據文件載入內存，根據不同的碼微調和碼頻率，直接查表調 用預存微調的本地C/A碼數據文件，實現實時跟蹤。

預存微調的本地C/A碼的生成及調用具體方法是：

(1)在程序改變的前期，將每顆衛星的碼按照可能就出現的碼頻率和碼相位偏移分組 成m個碼頻率和n個碼相位的不同組合，鑒相器的輸出量化在-1到1之間，量化為m個 值，即量化單位為0.1個碼片，那么碼頻率對應為m個值；碼相位在0到0.2之間，即量 化的最終分辨率為0.002；

(2)生成碼表，將每顆衛星的m*n組碼按順序排列，保存成二進制文件：

k=[((r0.002)-1)*m+10*(s+1)]]]>

公式為碼表的查詢公式，r為碼相位，s為碼頻率，k為排列下標，查找所需碼的位置， 其中0.002是碼相位量化的單位，每個碼相位都將匹配m個碼頻率，那么k就是當前r和 s所在的預存微調的本地C/A碼的下標，即排列位置；通過該公式輸入碼頻率和碼相位相 關參數，即可調用對應預存的微調的本地C/A碼。

本發明與現有技術相比，優點及顯著效果為：