[發明專利]衛星導航接收機長周期偽隨機擴頻碼的快速捕獲電路及其捕獲方法

有效

• 申請號: 201110405206.9
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102520423A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉宇波;曹海濤
• 申請（專利權）人: 成都金本華科技有限公司
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.衛星導航接收機長周期偽隨機擴頻碼的快速捕獲電路，與A/D轉換器的輸出端連接，其特征在于：它包括數據預處理模塊、采樣數據控制模塊、混頻模塊、本地擴頻碼產生模塊和單捕獲引擎，單捕獲引擎包括本地擴頻碼存儲器、第一級相干積分模塊、第一級相干數據存儲器、第二級相干積分模塊、第三級非相干積分模塊和門限控制比較模塊；數據預處理模塊的輸出端通過采樣數據控制模塊與混頻模塊的輸入端連接，混頻模塊的輸出端與第一級相干積分模塊的一個輸入端連接，本地擴頻碼產生模塊通過本地擴頻碼存儲器與第一級相干積分模塊的另一個輸入端連接，第一級相干積分模塊的輸出端依次通過第一級相干數據存儲器、第二級相干積分模塊和第三級非相干積分模塊與門限控制比較模塊的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的衛星導航接收機長周期偽隨機擴頻碼的快速捕獲電路，其特征在于：它還包括一個采樣數據存儲器，采樣數據存儲器與采樣數據控制模塊連接。

3.衛星導航接收機長周期偽隨機擴頻碼的快速捕獲方法，其特征在于：它包括以下步驟：

(1)衛星導航接收機天線接收衛星導航信號，并將接收到的衛星導航信號傳輸至射頻下變頻器進行下變頻處理，下變頻處理后的信號再經過A/D轉換器轉換為數字中頻信號；

(2)數字中頻信號進入捕獲單元的數據預處理模塊，數據預處理模塊將數字中頻信號調整為固定通道數及固定位寬的數據；

(3)數據預處理模塊處理后的數據進入采樣數據控制模塊進行分段控制處理，采樣數據控制模塊將采樣數據分成Y*Z個數據塊，每個數據塊包括X個數據樣點數據記為S_i(n)，其中，i＝0，1，...，Y*Z-1，n＝0，1，...，X-1，數據塊保存于采樣數據存儲器中；

(4)采樣數據控制模塊處理后的數據傳輸至混頻模塊進行下變頻去中頻處理，產生I/Q正交數據，分別記為：

Is_i(n)＝S_i(n)*sin(2π*f_I*m*t_s)，i＝0，1，...，Y*Z-1，n＝0，1，...，X-1；

Qs_i(n)＝S_i(n)*cos(2π*f_I*m*t_s)，i＝0，1，...，Y*Z-1，n＝0，1，...，X-1，

其中，f_I為中頻載波頻率，t_s為采樣周期，m為第幾個采樣點；

(5)由本地擴頻碼產生模塊產生的本地擴頻碼序列按照分段存儲的方式存入本地擴頻碼存儲器，數據記為：p_i(n)，i＝0，1，...，Y*Z-1，n＝0，1，...X-1；

(6)將I/Q數據和本地擴頻碼序列傳輸至第一級相干積分模塊進行分段相關運算，依次做完Y*Z段，每段的第一級相干積分后的數據分別為：

It1i=Σx=0X-1Isi(x)*pi(x),i=0,1,...,Y*Z-1,]]>

Qt1i=Σx=0X-1Qsi(x)*pi(x),i=0,1,...,Y*Z-1,]]>

將第一級相干積分后的I/Q兩路各Y*Z個相關數據存入第一級相干數據存儲器中；

(7)第一級相干積分結果中相位差相同的值共有Y*Z個，其中共Z組，每組Y個數據，將每Y個數據從第一級相干數據存儲器中取出并傳輸至第二級相干積分模塊做第二級相干積分，其方法是通過Y點的快速傅里葉變換運算做功率譜估計，功率譜輸出的值即為相干累加的結果，實現兩級相干積分：

(It2_Y*i，It2_Y*i+1，...，It2_Y*(i+1)-1)＝fft(It1_Y*i，It1_Y*i+1，...，It1_Y*(i+1)-1)，i＝0，1，...，Z-1，

(Qt2_Y*i，Qt2_Y*i+1，...，Qt2_Y*(i+1)-1)＝fft(Qt1_Y*i，Qt1_Y*i+1，...，Qt1_Y*(i+1)-1)，i＝0，1，...，Z-1；

(8)數據傳輸至第三級非相干積分模塊進行第三級非相干積分，對I/Q數據進行求模運算，并對多普勒相同的每Z個數據進行非相干累加，共得到Y個累加值：

Dt3i=Σj=0Z-1[(It2Y*j+i)2+(Qt2Y*j+i)2],i=0,1,...,Y-1;]]>

(9)數據經過門限控制比較模塊，完成門限值的計算，門限控制分為門限模式和最大值模式，在門限模式下，并將第三級非相干積分模塊輸出的累加值與門限進行比較，找出最大值及其對應的相位差和多普勒估值，若發現存在超過門限的譜線，則說明捕獲到碼，否則調整本地擴頻碼產生模塊，進行下一輪捕獲，重復步驟(6)到步驟(9)；在最大值模式下，計算完特定的時間與頻率不確定度，找出其中的最大值。