[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)的多次重采樣導(dǎo)航衛(wèi)星捕獲方法及其實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410579364.X
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN104297767A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永;毛剛;徐輝;周景濤;劉金鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/24
• 分類號(hào): G01S19/24;G01S19/30
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種自適應(yīng)的多次重采樣導(dǎo)航衛(wèi)星捕獲方法，其特征在于，具體步驟包括：

(1)開始；

(2)定義數(shù)組，參數(shù)初始化：捕獲到的可見導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)目SV初始化值為0，需要捕獲的可見導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)目S的取值范圍為4≤S≤12，本地中頻載波數(shù)m初始化值為1，1≤m≤29，所述本地中頻載波頻率間隔為+500Hz或-500Hz，捕獲閾值Th的取值范圍為2.5≤Th≤5，重采樣得到的中頻信號(hào)頻率為所述本地中頻載波的n倍，所述n初始值為2，n的取值為2、3、4；

(3)對(duì)接收到的中頻信號(hào)進(jìn)行重采樣：對(duì)接收到的中頻信號(hào)進(jìn)行重采樣，重采樣后中頻信號(hào)頻率為所述本地中頻載波頻率的n倍，所述重采樣后中頻信號(hào)存儲(chǔ)待用；

(4)生成PRN并進(jìn)行FFT：生成所有導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN，對(duì)所述所有導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN依次進(jìn)行快速傅立葉變換FFT和復(fù)數(shù)共軛變換處理，得到復(fù)頻域的PRN并存儲(chǔ)待用；

(5)生成所述本地中頻載波：所述本地中頻載波包括29個(gè)多普勒頻移的正弦信號(hào)本地中頻載波和29個(gè)多普勒頻移的余弦信號(hào)本地中頻載波，并將所述本地中頻載波存儲(chǔ)待用；

(6)中頻信號(hào)與本地中頻載波混頻得到基帶信號(hào)并進(jìn)行快速傅立葉變換：采用正交解調(diào)的方法，將步驟(3)所述重采樣后中頻信號(hào)與步驟(5)所述本地中頻載波進(jìn)行混頻，去除中頻信號(hào)中的載波成分，得到基帶信號(hào)，并對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換得到頻域基帶信號(hào)；

(7)頻域基帶信號(hào)和復(fù)頻域的PRN在頻域相乘：將步驟(6)所述頻域基帶信號(hào)與步驟(4)所述復(fù)頻域的PRN進(jìn)行相乘運(yùn)算；

(8)用IFFT轉(zhuǎn)換到時(shí)域并平方記錄結(jié)果：對(duì)步驟(7)得到的結(jié)果進(jìn)行傅立葉反變換IFFT，再進(jìn)行平方運(yùn)算并存儲(chǔ)待用，本地中頻載波數(shù)m加1，如果m≤29，則跳入步驟(5)，否則進(jìn)入步驟(9)；

(9)找到第一峰值與第二峰值的比值并記錄結(jié)果：計(jì)算步驟(8)所述存儲(chǔ)待用的結(jié)果不在相鄰碼片的第一峰值和第二峰值的比值，記錄比值結(jié)果，將所述比值結(jié)果與所述捕獲閾值Th進(jìn)行比較，如果所述比值結(jié)果大于所述捕獲閾值Th，則記錄所述比值結(jié)果對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN，所述捕獲到的可見導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)目SV加1，否則，進(jìn)入步驟(10)；

所述所有導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN的單位為碼片，每個(gè)碼片對(duì)應(yīng)一個(gè)所述步驟(8)所述存儲(chǔ)待用的結(jié)果，找到所有步驟(8)所述存儲(chǔ)待用的結(jié)果中的最大值即為第一峰值，然后排除第一峰值對(duì)應(yīng)的碼片以及與所述第一峰值對(duì)應(yīng)的碼片相鄰的碼片，從剩余碼片對(duì)應(yīng)的步驟(8)所述存儲(chǔ)待用的結(jié)果中找到最大值即為第二峰值；

(10)檢測(cè)是否所有PRN都探測(cè)過(guò)：檢測(cè)是否所有導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN都探測(cè)過(guò)，如果所有導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN都探測(cè)過(guò)，則進(jìn)入步驟(11)，否則，跳入步驟(6)；

(11)檢測(cè)是否捕獲到需要捕獲的可見導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)目S：如果SV≥S，則結(jié)束，終止運(yùn)行，捕獲成功，記錄結(jié)果，否則，進(jìn)入步驟(12)；

(12)通過(guò)比值結(jié)果找到需要重新捕獲的偽隨機(jī)碼PRN：找出步驟(9)所述比值結(jié)果的前S+3個(gè)值，找到所述前S+3個(gè)比值結(jié)果對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN，并去除已經(jīng)捕獲到的SV個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN，重新設(shè)定剩下的需要捕獲的導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN，n加1，進(jìn)入步驟(3)。

2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)的多次重采樣導(dǎo)航衛(wèi)星捕獲方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：中頻信號(hào)重采樣模塊、基帶混頻和時(shí)頻變換模塊、頻域混頻和頻時(shí)變換模塊、判斷器模塊、重采樣控制器模塊、本地中頻載波生成模塊及域頻PRN生成模塊，所述中頻信號(hào)重采樣模塊、所述基帶混頻和時(shí)頻變換模塊、所述頻域混頻和頻時(shí)變換模塊、所述判斷器模塊、所述重采樣控制器模塊依次首尾連接，所述重采樣控制器模塊、所述本地中頻載波生成模塊、所述基帶混頻和時(shí)頻變換模塊依次連接，所述重采樣控制器模塊、所述域頻PRN生成模塊、所述頻域混頻和頻時(shí)變換模塊依次連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中頻信號(hào)重采樣模塊用于把中頻信號(hào)的頻率變成本地中頻載波的2倍、3倍和4倍；所述基帶混頻和時(shí)頻變換模塊用于去除中頻信號(hào)中的載波成分，從而得到基帶信號(hào)，并對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換得到頻域基帶信號(hào)；所述頻域混頻和頻時(shí)變換模塊用于實(shí)現(xiàn)頻域基帶信號(hào)和復(fù)頻域的PRN在頻域相乘運(yùn)算，并將得到的結(jié)果進(jìn)行傅立葉反變換IFFT，再進(jìn)行平方運(yùn)算并存儲(chǔ)待用；所述判斷器模塊用于通過(guò)平方運(yùn)算結(jié)果判斷是否捕獲到可見導(dǎo)航衛(wèi)星；所述本地中頻載波生成模塊用于生成正弦信號(hào)本地中頻載波和余弦信號(hào)本地中頻載波；所述頻域PRN生成模塊用于生成所有導(dǎo)航衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼PRN，并變換到復(fù)頻域的PRN。