[發(fā)明專利]一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210312804.6
• 申請(qǐng)日: 2012-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102830409A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮冬竹;蘇哲;何曉川;袁曉光;周江水;韓國(guó)華;許錄平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/31
• 分類號(hào): G01S19/31;G01S19/37
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：通過(guò)觀測(cè)矩陣使得導(dǎo)航信號(hào)投影為低維的觀測(cè)向量，并在信號(hào)重構(gòu)端求解稀疏最優(yōu)化問(wèn)題，高概率地用低維的觀測(cè)向量重構(gòu)出高維導(dǎo)航信號(hào)，具體步驟如下：

?(1)?假設(shè)接收機(jī)天線端接收的導(dǎo)航信號(hào)為???????????????????????????????????????????????，在正交字典或冗余字典中用某個(gè)固定稀疏基稀疏表示導(dǎo)航信號(hào)，獲得導(dǎo)航信號(hào)的稀疏系數(shù)；

(2)?確定一個(gè)能捕捉稀疏信號(hào)中有用信息的高效的非自適應(yīng)的隨機(jī)觀測(cè)矩陣；

(3)?根據(jù)隨機(jī)觀測(cè)矩陣對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的稀疏系數(shù)進(jìn)行觀測(cè)，得到觀測(cè)集合，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在采樣存儲(chǔ)器中；

(4)?根據(jù)存儲(chǔ)器中的觀測(cè)數(shù)據(jù)，在信號(hào)重構(gòu)端通過(guò)求解L1凸優(yōu)化問(wèn)題?，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號(hào)的初步重構(gòu)；

(5)?根據(jù)初步重構(gòu)結(jié)果，再利用加權(quán)算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的精確重構(gòu)，得到完整的導(dǎo)航信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：所述的步驟（1）經(jīng)過(guò)變換后獲得導(dǎo)航信號(hào)在變換域上的稀疏系數(shù)，同時(shí)根據(jù)待采集的導(dǎo)航信號(hào)特征，估計(jì)該信號(hào)在稀疏域上的稀疏度，稀疏度為接收機(jī)接收到的衛(wèi)星數(shù)目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：所述的稀疏度確定后，通過(guò)其確定隨機(jī)稀疏采樣的平均頻率，采樣次數(shù)滿足不等式條件，就能夠高概率的對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，其中是常數(shù)；是采樣信號(hào)和基帶信號(hào)的相關(guān)系數(shù)，通常情況下取為1；為估計(jì)的稀疏度；為原信號(hào)的采樣個(gè)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：所述的步驟（2）確定觀測(cè)矩陣方法為生成大小為的哈達(dá)瑪矩陣，然后在生成矩陣中隨機(jī)地選取行向量，構(gòu)成一個(gè)維的隨機(jī)觀測(cè)矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：所述的步驟（4）的導(dǎo)航信號(hào)的初步重構(gòu)：導(dǎo)航信號(hào)是稀疏的，根據(jù)泛函分析和凸優(yōu)化理論，對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的重構(gòu)就是對(duì)信號(hào)L0范數(shù)的最優(yōu)化求解，通過(guò)對(duì)L1范數(shù)的優(yōu)化來(lái)逼近L0范數(shù)的解，因?yàn)樾盘?hào)在具有稀疏性的情況下，目標(biāo)函數(shù)在L0和L1的約束空間的最優(yōu)點(diǎn)幾乎相同，所以求解一個(gè)更簡(jiǎn)單的L1-范數(shù)最優(yōu)化問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生同等的解：?，在工程應(yīng)用中，使用L1-MAGIC算法能夠很快完成對(duì)信號(hào)的重構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：所述的的步驟（5）的導(dǎo)航信號(hào)的精確重構(gòu)采用加權(quán)算法對(duì)數(shù)值較大的分量賦予較小的權(quán)重，對(duì)數(shù)值較小的分量賦予較大的權(quán)重，然后通過(guò)優(yōu)化算法，將大權(quán)重的信號(hào)分量最小化，從而實(shí)現(xiàn)更為理想的信號(hào)重構(gòu)效果，得到完整的導(dǎo)航原始信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種基于壓縮感知的導(dǎo)航信號(hào)采集方法，其特征在于：所述的步驟（5）的加權(quán)優(yōu)化算法為求解方程?的最優(yōu)解，其中為加權(quán)矩陣，其值為

。