[發明專利]新型的衛星信號FFT并行捕獲算法在審

申請號：	201611138279.5	申請日：	2016-12-12
公開（公告）號：	CN106772468A	公開（公告）日：	2017-05-31
發明（設計）人：	李燈熬;趙菊敏;鄧豆豆	申請（專利權）人：	太原理工大學
主分類號：	G01S19/24	分類號：	G01S19/24
代理公司：	太原科衛專利事務所(普通合伙)14100	代理人：	朱源
地址：	030024 ***	國省代碼：	山西;14
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摘要：
搜索關鍵詞：	新型衛星信號 fft 并行捕獲算法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及了一種新型的衛星信號FFT并行捕獲算法，廣泛適用于不同的衛星接收機中。

背景技術

美國的全球定位系統GPS、俄羅斯的全球衛星導航系統GLONASS、歐洲的Galileo衛星導航系統和中國的北斗衛星導航系統被稱為全球四大主要導航系統。在GNSS接收機定位導航的過程中，接收機天線接收到衛星信號后，經過射頻前端的一系列處理，下變頻為數字中頻信號，進入到信號的捕獲過程。捕獲是為了監測所有可見衛星的數目，同時估計它們所對應的多普勒頻率和碼相位。常用的衛星信號捕獲算法是并行捕獲算法，利用快速傅里葉變換(FFT)實現相關運算，但是在運用并行算法的過程中，定位導航數據位或者二次編碼引起的位翻轉導致相關峰值降低，限制積分時間，造成錯誤的多普勒頻偏和碼相位估計值，從而減低了GNSS接收機的捕獲性能。

目前，解決位翻轉帶來影響的方法有半比特算法、全比特算法和補零算法等，半比特算法是將相干積分時間延長至10ms，數據碼分成10ms的若干數據塊并標號，分別將奇偶數據塊進行相關運算，較大的相干值即為最終的相關結果，但是半比特算法的信噪比提高的程度有限。全比特算法的相干積分時間為20ms，對可能造成位翻轉的跳變邊沿的數據進行相關運算，較大的相關值為最終相關結果，但是要進行20次運算，計算量會增加，影響捕獲效率。補零算法是對本地復現C/A碼進行一周期的補零操作，即將一周期的C/A碼加一周期的零碼和兩周期的接收信號進行相關運算，該方法能有效地解決位翻轉的問題，但計算量明顯增加，計算復雜度提高，且對弱信號的捕獲能力有限。

發明內容

本發明針對微弱GNSS信號捕獲過程中存在位翻轉限制積分時間和相關運算復雜度高的問題，提供了新型的衛星信號FFT并行捕獲算法。

本發明是采用如下的技術方案實現的：新型的衛星信號FFT并行捕獲算法，包括以下步驟：

衛星信號經接收機接收并在射頻前端處理后，數字下變頻為數字中頻信號；

數字中頻信號與本地I支路載波和Q支路載波相乘進行去載波過程，得到I支路信號和Q支路信號；

I支路信號和Q支路信號組成復數形式的去載波結果I+jQ，對復數形式的去載波結果I+jQ進行傅里葉變換，然后將變換結果與本地復現信號傅里葉變換的共軛值相乘，將所得的乘積經傅里葉反變換得到在時域內的相關結果，在變換過程中，將傅里葉變換分為兩部分的和，以減少傅里葉變換的點數；

假設無位翻轉時，對上一步得到的相關結果進行檢測來判斷衛星信號是否存在；

若存在位翻轉，對數字中頻信號和本地復現信號進行奇偶塊的相關，得到相關結果；

將上述兩步中得到的相干結果進行相干合成，得到較大的相關峰值，即可得到峰值處對應的頻率和碼相位。

本發明設計的新型并行捕獲算法，能夠有效克服位翻轉的問題，延長相干積分時間；與傳統的捕獲算法相比，提出的新型捕獲算法計算量減小，整個過程處理效率較高，算法性能較好。

附圖說明

圖1為本發明的算法流程圖。