[發(fā)明專利]衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)長(zhǎng)周期偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的快速捕獲電路及其捕獲方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110405206.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN102520423A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宇波;曹海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都金本華科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/30
• 分類號(hào): G01S19/30
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)長(zhǎng)周期偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的快速捕獲電路，與A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，其特征在于：它包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、采樣數(shù)據(jù)控制模塊、混頻模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊和單捕獲引擎，單捕獲引擎包括本地?cái)U(kuò)頻碼存儲(chǔ)器、第一級(jí)相干積分模塊、第一級(jí)相干數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、第二級(jí)相干積分模塊、第三級(jí)非相干積分模塊和門限控制比較模塊；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的輸出端通過采樣數(shù)據(jù)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(jí)相干積分模塊的一個(gè)輸入端連接，本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊通過本地?cái)U(kuò)頻碼存儲(chǔ)器與第一級(jí)相干積分模塊的另一個(gè)輸入端連接，第一級(jí)相干積分模塊的輸出端依次通過第一級(jí)相干數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、第二級(jí)相干積分模塊和第三級(jí)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(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)長(zhǎng)周期偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的快速捕獲電路，其特征在于：它還包括一個(gè)采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與采樣數(shù)據(jù)控制模塊連接。

3.衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)長(zhǎng)周期偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的快速捕獲方法，其特征在于：它包括以下步驟：

(1)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)天線接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并將接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)傳輸至射頻下變頻器進(jìn)行下變頻處理，下變頻處理后的信號(hào)再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號(hào)；

(2)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)入捕獲單元的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將數(shù)字中頻信號(hào)調(diào)整為固定通道數(shù)及固定位寬的數(shù)據(jù)；

(3)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入采樣數(shù)據(jù)控制模塊進(jìn)行分段控制處理，采樣數(shù)據(jù)控制模塊將采樣數(shù)據(jù)分成Y*Z個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括X個(gè)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)記為S_i(n)，其中，i＝0，1，...，Y*Z-1，n＝0，1，...，X-1，數(shù)據(jù)塊保存于采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；

(4)采樣數(shù)據(jù)控制模塊處理后的數(shù)據(jù)傳輸至混頻模塊進(jìn)行下變頻去中頻處理，產(chǎn)生I/Q正交數(shù)據(jù)，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(gè)采樣點(diǎn)；

(5)由本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的本地?cái)U(kuò)頻碼序列按照分段存儲(chǔ)的方式存入本地?cái)U(kuò)頻碼存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)記為：p_i(n)，i＝0，1，...，Y*Z-1，n＝0，1，...X-1；

(6)將I/Q數(shù)據(jù)和本地?cái)U(kuò)頻碼序列傳輸至第一級(jí)相干積分模塊進(jìn)行分段相關(guān)運(yùn)算，依次做完Y*Z段，每段的第一級(jí)相干積分后的數(shù)據(jù)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(jí)相干積分后的I/Q兩路各Y*Z個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)存入第一級(jí)相干數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；

(7)第一級(jí)相干積分結(jié)果中相位差相同的值共有Y*Z個(gè)，其中共Z組，每組Y個(gè)數(shù)據(jù)，將每Y個(gè)數(shù)據(jù)從第一級(jí)相干數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中取出并傳輸至第二級(jí)相干積分模塊做第二級(jí)相干積分，其方法是通過Y點(diǎn)的快速傅里葉變換運(yùn)算做功率譜估計(jì)，功率譜輸出的值即為相干累加的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)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(shù)據(jù)傳輸至第三級(jí)非相干積分模塊進(jìn)行第三級(jí)非相干積分，對(duì)I/Q數(shù)據(jù)進(jìn)行求模運(yùn)算，并對(duì)多普勒相同的每Z個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行非相干累加，共得到Y(jié)個(gè)累加值：

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

(9)數(shù)據(jù)經(jīng)過門限控制比較模塊，完成門限值的計(jì)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(jí)非相干積分模塊輸出的累加值與門限進(jìn)行比較，找出最大值及其對(duì)應(yīng)的相位差和多普勒估值，若發(fā)現(xiàn)存在超過門限的譜線，則說明捕獲到碼，否則調(diào)整本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊，進(jìn)行下一輪捕獲，重復(fù)步驟(6)到步驟(9)；在最大值模式下，計(jì)算完特定的時(shí)間與頻率不確定度，找出其中的最大值。