[發明專利]一種GNSS衛星信號捕獲中的偽碼相位流水搜索方法

有效

• 申請號: 201210182870.6
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN103472469A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 毛磊
• 申請（專利權）人: 東莞市泰斗微電子科技有限公司
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及衛星導航信號處理技術領域，尤其涉及一種GNSS衛星信號捕獲中的偽碼相位流水搜索方法。

背景技術

全球導航衛星系統(Global?Navigation?Satellite?System，GNSS)利用導航衛星進行定時、定位和測距，能在全世界范圍內實現全天候、全方位連續為海上、陸地和空中的用戶提供實時高精度的三維空間、速度和時間信息。目前，GNSS包含了美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的Galileo系統、中國的北斗導航系統，以GPS系統為例，該系統主要由三部分組成，即空間部分、地面控制部分和用戶裝置部分。空間部分由24顆衛星組成，分布在6個道平面上。地面控制部分由負責管理、協調整個地面控制系統的工作的主控站、在主控站的控制下，向衛星注入尋電文的地面天線、作為數據自動收集中心的監測站和通訊輔助系統組成。用戶裝置部分主要由GPS接收機和衛星天線組成。?

目前，在對GNSS衛星信號進行捕獲時，由于偽碼碼長通常較長，所以對偽碼相位的搜索涉及到巨大的運算。現有技術通常采用緩存數據，集中剝離的方式，具體操作如附圖1所示:

001為信號數據流，由數據包組成，每個數據包是以偽碼碼片長度為單位的信號相干積分值。

002為用于存儲數據包的移位存儲器，每間隔一個碼片時長，該存儲器就會把已存信號左移一次，并將當前包存儲在存儲器最右邊的單元內，每當完成n個數據包的存儲時，002將其所有存儲內容復制給003。

003為數據存儲器，其作用是保存連續n個碼片時長的數據包，在接下來的n個碼片時間內不變，直到完成這些數據內所有碼相位的匹配搜索。

004為一個完整的衛星原始偽碼，即0相位碼，從第一個碼片到最后一個碼片順序排列，為不失一般性，碼長設為m。

005和006分別是通過對004左移而得到的1相位碼，和m-1相位碼。

附圖1中描述了目前普遍應用，并且行之有效的偽碼剝離方法。

附圖1中所取的數據長度為n，最為簡單的一種實施方案便是取n的值為碼長m，一次輪運算就能完成一個碼長周期上所有碼相位的剝離操作，處理效率極高，但這種方式的資源消耗是不能接受的。

以北斗II衛星信號為例，偽碼長度為2046，假設一個數據包的數據位寬為10比特，在一輪運算中進行2046個數據上的2046個偽碼相位的搜索，資源消耗情況為：

1.???數據存儲單元40920（002和003，單位：bit）；

2.???偽碼移位存儲單元2046（004,005和006，單位：bit）；

3.???數據移位次數41861160（按bit計，單位：bit*次）；

4.???偽碼移動次數4186116（按bit計，單位：bit*次）；

5.???相關累計次數4186116（20比特加）；

6.???碼片剝離次數4186116（根據碼片正負，對數據去補碼或者原碼）。

7.???遍歷搜索時間1毫秒。

這種數量的資源消耗是不能接受的，為了解決資源消耗的問題，傳統作法也對此方法作了優化，即并不在一輪運算中完成2046個碼片長度上的所有相位搜索。假設每次匹配32個碼片（取32并不存在特殊含義，只是為了給出一個統一的量化值，方便和本發明的資源消耗做等效對比）長度上的32個偽碼相位。?????

這種方式在一個偽碼長度上的資源消耗情況為：

1.???數據存儲單元640（002和003，單位：bit）；

2.???偽碼移位存儲單元2046（004,005和006，單位：bit）；

3.???數據移位次數655360（按bit計，單位：bit*次）；

4.???偽碼移動次數4186116（按bit計，單位：bit*次）；

5.???相關累計次數65472（20比特加）；

6.???碼片剝離次數65472（根據碼片正負，對數據去補碼或者原碼）；

7.???遍歷搜索時間64毫秒。

?

完成整個2046個數據上2046個相位搜索消耗時間為前一種方案的64倍。顯然這是一種資源消耗，和運算速度折中的優化，使兩者都處于可以接受的范圍內。

附圖1給出了目前采用的偽碼相位搜索方法，本發明是在該基礎上，提出的一種新的應用于GNSS衛星信號捕獲中的偽碼相位流水搜索方法，能夠更有效的節省資源消耗。

發明內容