[發明專利]一種基于分段相關結合FFT運算的大頻偏GNSS信號捕獲方法

無效

• 申請號: 201310507131.4
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103543456A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 孟凡琛;張延東;甘哲;朱柏承
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于全球衛星導航系統接收機擴頻信號處理領域，具體的說是一種基于分段相關結合FFT運算的載波頻率捕獲方法。

背景技術

全球導航衛星系統(Global?Navigation?Satellite?System，GNSS)可為用戶提供連續性的位置、速度和時間信息，可滿足導航、定位、測速、授時和救援等多種服務要求。目前全球主要有四大衛星導航系統：美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統、歐洲的Galileo系統和中國的北斗系統。這些系統均以碼分多址或頻分多址的方式向全球用戶全天候的廣播衛星信號。

GNSS擴頻信號碼的捕獲方案基本結構如圖1所示，它是各種擴頻信號碼捕獲方案的基礎。信號捕獲的基本流程為：基帶擴頻信號C(t)和S(t)經過與本地碼相關、積分、平方求和得到檢測量，對檢測量進行判決，如果檢測量超過檢測門限則認為捕獲，否則調整本地擴頻碼相位，進行下一個相位的檢測。

當接收機以較高速度運行時，上述基帶信號會存在較大的多普勒載波頻率偏移，此時信號捕獲過程中需要搜索的載波頻率范圍較大。當采用傳統的載波頻率串行搜索策略時，信號捕獲時間較長。因此，有必要尋找一種快速的多普勒頻偏估計方法，以實現對大頻偏信號載波頻率的準確估計。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景中的不足之處，提供一種基于分段相關結合FFT運算的大頻偏GNSS信號捕獲方法。

該方法通過分段相關結合FFT運算，可在碼相位串行搜索的同時完成載波頻率的并行搜索，極大地縮短了大頻偏GNSS信號的捕獲時間，且信噪比損失較小，其原理框圖如圖2所示。本發明主要包括以下幾個步驟：

第一步：數字信號采樣。

接收信號經過數字下變頻后，得到基帶信號(含多普勒頻偏)為：

r(k)=D(k)PN(k)ej(2πfdkTs-θ)]]>

其中D(k)為二進制調制信息，PN(k)為擴頻碼序列，f_d為多普勒頻偏，T_s為擴頻碼片周期，θ為載波相位。

第二步：將長度為M個碼片的接收信號與本地偽碼分別劃分為R個子段，每段長度P=M／R，然后將對應子段分別進行相關累加運算，在暫時不考慮二進制調制信息影響的情況下，得到相關值：