[發明專利]一種GPS信號數字相關器

有效

• 申請號: 201210281846.8
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN103018753A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 陳迅;袁星星;原琳;李紹鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及GPS衛星定位及導航技術，特別涉及一種用于信號捕獲的數字相關器。

背景技術

GPS（Global?Positioning?System），即全球定位系統，又稱全球衛星定位系統。GPS是20世紀70年代由美國海陸空三軍聯合研制的新一代衛星導航定位系統，它主要用于為海、陸、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務。

目前，我們有一套中國自行研制開發的全球衛星定位與通信系統——“北斗”衛星導航系統。它由空間段、控制段和用戶段三部分組成，用戶端包含了軍用與民用用戶設備，如接收機。為了更好地為用戶提供導航服務，對接收機的研制就成為了GPS研究中的一個重要組成部分。為了保護國家利益，美國政府限制其他國家發展制造生產GPS接收機專用集成芯片這方面的技術，同時對于GPS接收機芯片的出口又有著嚴格的限制政策。鑒于這種情況，我國對于GPS接收機的研制就顯得尤為迫切和必要。

GPS接收機的核心技術之一就是對信號的捕獲與跟蹤技術的研究，這也是影響接收機性能的主要因素。目前有三種基于軟件定義的GPS信號捕獲方法：串行搜索捕獲，并行頻率搜索捕獲，并行碼相位搜索捕獲，以下將分別介紹。

現有串行搜索捕獲電路中包括2個不同的掃描過程：步長為500Hz，載波頻率范圍為1F±10kHz的頻率搜索和遍歷1023中不同碼相位搜索過程，搜索需要經過的次數為1023×(2×10000500+1)=1023×41=41943,]]>所需的搜索時間為41943ms，耗時太長。

現有的并行頻率搜索捕獲電路中將接收信號與本地偽碼序列相乘，將得到的結果經傅里葉變換轉換為頻域信號，完成一次搜索所需的時間為1023ms。

現有的并行碼相位搜索捕獲電路中將接收信號與本地產生的載波信號相乘，經傅里葉變換后與經傅里葉變換的本地偽碼相乘，再經傅里葉逆變換轉換為時域信號，完成一次搜索所需的時間為41ms。雖然相比串行搜索時間相對減少，但因為電路中加入傅里葉變換與傅里葉逆變換，而增加了電路的復雜性，且大大增加了資源消耗。

綜上分析，傳統的GPS信號捕獲方式均存在著耗時長、電路復雜、運算量大、資源消耗多的不足，有待改進。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種GPS信號數字相關器，其可達到在信號捕獲過程中資源消耗少、捕獲時間短且捕獲結果精確的效果。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種GPS信號數字相關器，包括一個本地C/A碼發生器、一個數據輸入接口、一個接收C/A碼寄存器、16個相關值計算單元、一個相關值存儲器地址發生器、一個時鐘輸入接口、一個64分頻器和一個接收C/A碼計數器；各相關值計算單元均包括依次連接的本地C/A碼存儲器地址發生器、本地C/A碼存儲器、數字加減法器和相關值存儲器，所述本地C/A碼發生器分別連接16個相關值計算單元中的本地C/A碼存儲器，將本地C/A碼發生器產生的C/A碼存儲在本地C/A碼存儲器中；所述接收C/A碼寄存器的輸入端連接數據輸入接口，輸出端分別連接各相關值計算單元中的數字加減法器；所述相關值存儲器地址發生器分別連接16個相關值計算單元中的相關值存儲器和本地C/A碼存儲器地址發生器，所述相關值存儲器地址發生器還分別連接時鐘輸入接口的輸出端和64分頻器的輸入端，所述64分頻器的輸出端連接接收C/A碼計數器，而所述接收C/A碼計數器的輸出端則分別連接各相關值計算單元中的本地C/A碼存儲器地址發生器。

上述本地C/A碼存儲器有1023個存儲單元，每個存儲單元存儲一個碼片，將本地C/A碼發生器產生的C/A碼存儲在本地C/A碼存儲器中。在本發明的電路中，只需產生一次本地C/A碼，存儲在本地C/A碼存儲器中的C/A碼對任何衛星的搜索都不需要再改變其中的存儲值，相對于傳統的三種搜索捕獲電路，本發明能使搜索時更方便快捷。