[發明專利]一種粗捕加細捕的擴頻信號同步方法

有效

• 申請號: 201310486357.0
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103592664A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 徐穎;袁洪;袁超;何智力
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;G01S19/30
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;李愛英

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，具體涉及一種粗捕加細捕的擴頻信號同步方法。

背景技術

本發明所涉及的技術領域主要有兩種，一種是導航信號增強中的新的信號體制——猝發導航信號，一種是都市環境中，由于都市環境的復雜性，在城市密集城區或都市峽谷地帶，衛星導航信號將會被遮擋或干擾，這將導致終端所接收的衛星導航信號呈現非連續的特性，成為一種非連續的導航信號。這兩種領域的共同特點是其信號都是非連續的，后面我們統稱為非連續導航信號。

現有的導航信號同步算法不適用于非連續導航信號。現有的連續導航信號同步算法都是捕獲跟蹤這套思路，捕獲的目的是獲得粗略的碼相位和多普勒頻偏，使接收機內部初始產生的載波和偽碼信號與接收到的信號吻合到一定程度，使接收機能正常跟蹤，從跟蹤過程中獲得精細的碼相位和載波多普勒頻偏。

非連續導航信號因其非連續的特征，常用的信號同步算法不能對其進行信號跟蹤，則不能同步信號，獲取不了偽距，不能進行導航定位。本發明提出的粗捕加細捕的信號同步方法，細捕獲結束后能獲得精細的碼相位和載波多普勒頻偏。

基于以上應用背景和技術背景，有必要了提出信號同步方法，用以解決非連續導航信號接收時的信號同步問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種粗捕加細捕的擴頻信號同步方法，能夠解決非連續導航信號接收時的信號同步問題。

本發明的一種粗捕加細捕的擴頻信號同步方法，包括如下步驟：

步驟1、確定粗捕過程中的載波多普勒頻率和碼相位：

存儲接收到的中頻信號，對所述中頻信號采用快速傅里葉變換并行捕獲處理后再進行非相干積分，搜索得到非相干積分結果最大值對應的碼相位和載波多普勒頻率f_db；

步驟2、確定細捕過程中的多普勒頻率起始頻偏和碼相位起始偏移：

以步驟1中得到的載波多普勒頻率f_db為中心，以粗捕過程中的多普勒頻率搜索步進值Δf為本步驟中細捕過程中的多普勒頻率的搜索范圍，則確定載波多普勒頻率的起始頻偏為其中Δf′為細捕過程中多普勒頻率的搜索步長值，表示向上取整；

以步驟1中得到的碼相位為中心，以粗捕過程中的碼相位的搜索步進值T_c為本步驟中細捕過程中的碼相位的搜索范圍，則確定碼相位起始偏移為其中為細捕過程中碼相位的搜索步長值；

步驟3、在不同多普勒的頻偏下，得到不同碼相位偏移下的載波的非相干積分結果：

S300、設定細捕過程中多普勒頻率的搜索次數a的初始值為a＝0，細捕過程中碼相位的搜索次數b的初始值為b＝0；細捕過程中多普勒頻率的最大搜索次數為細捕過程中碼相位的最大搜索次數為

S301、判斷細捕過程中多普勒頻率的搜索次數a與最大搜索次數a_max的關系：

如果小于或等于，則以為多普勒頻率頻偏，產生相應時長的本地載波，再將該本地載波與步驟1中存儲的中頻信號進行相關處理，得到去載波后的信號，多普勒頻率的搜索次數a累計一次，即a＝a+1；細捕過程中碼相位的搜索次數b的初始值設置為b＝0，然后執行S302；

如果大于，執行步驟4；

S302、判斷細捕過程中碼相位的搜索次數b與最大搜索次數b_max的關系：

如果小于或等于，根據碼相位偏移生成相應時長的偽碼，并將所述偽碼和步驟S301得到的去載波后的信號進行相干處理，然后將相干處理結果進行非相干積分，得到并存儲本次搜索的多普勒頻率頻偏和碼相位偏移下的非相干積分結果，細捕過程中碼相位的搜索次數b累計一次，即b＝b+1，然后執行S302；

如果大于，執行步驟S301；

步驟4、從步驟3中得到的不同多普勒頻偏下不同碼相位偏移下的非相干積分結果中找到最大的非相干積分結果，并根據最大的非相干積分結果計算信噪比；

步驟5、將信噪比與設定的門限信噪比進行比較：如果小于或等于，未捕捉到信號；如果大于，信號被捕獲，輸出最大的非相干積分結果對應的多普勒頻偏和碼相位偏移；

步驟6、周期性的執行步驟1～5，采用步驟5得到的多普勒頻偏和碼相位偏移完成信號同步。

所述步驟2中細捕過程中多普勒頻率的搜索步長值Δf′為30Hz～80Hz。

所述步驟2中細捕過程中碼相位的搜索步長值為0.005chip～0.015chip，其中chip為碼片長度。