[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星信號的快速捕獲方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711050168.3
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN109725336A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏華;黃銚;李蠡;姚堯;凌未未;陳功;杜江
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24
• 代理公司: 北京眾達德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 詹守琴

本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星信號的快速捕獲方法，包括：接收衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號，衛(wèi)星信號為模擬信號；將衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星數(shù)字信號；獲取本地C/A碼；基于三階多項式插值算法，對衛(wèi)星數(shù)字信號、以及本地C/A碼分別進行信號重構(gòu)，獲得重構(gòu)信號，其中，重構(gòu)信號的采樣頻率為2^N，N為整數(shù)；對重構(gòu)信號進行FFT或IFFT運算，從而實現(xiàn)對衛(wèi)星信號的快速捕獲。本發(fā)明實現(xiàn)了降低GPS信號捕獲的運算量，降低GPS接收機的功耗的技術(shù)效果。同時，本發(fā)明還公開了一種衛(wèi)星信號的快速捕獲裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航與制導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種衛(wèi)星信號的快速捕獲方法及裝置。

背景技術(shù)

GPS(Global Position System，全球定位系統(tǒng))接收機首先需要考慮的問題是C/A碼的捕獲，由于GPS接收機與衛(wèi)星間有高速的徑向相對運動，GPS信號中帶有較大的多普勒頻移。實際中，需要將多普勒頻率范圍分為幾個頻率范圍，結(jié)合本地的相位，求得接收到GPS信號中的C/A碼的相位和多普勒頻率。

如圖1所示，C/A碼的捕獲中的搜索是一個在碼片相位和頻率上的二維空間的搜索，當(dāng)且僅當(dāng)碼片相位和頻率都匹配到衛(wèi)星的接收信號的相位和頻率后，GPS接收機中相關(guān)器才會輸出相應(yīng)的峰值。在整個二維搜索空間，運算量非常大。在GPS信號的接收運算中，GPS信號的捕獲占據(jù)了整個接收運算70％以上，也就是說，在GPS接收機的功耗中，70％以上功耗是由GPS信號捕獲過程消耗的。

因此，為了降低GPS信號的接收功耗，對GPS信號的捕獲過程進行優(yōu)化是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例通過提供一種衛(wèi)星信號的快速捕獲方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的GPS接收機存在GPS信號的接收功耗高的技術(shù)問題，實現(xiàn)了降低GPS接收機的功耗的技術(shù)效果。

第一方面，本申請通過本申請的一實施例提供如下技術(shù)方案：

一種衛(wèi)星信號的快速捕獲方法，包括：

接收衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號，所述衛(wèi)星信號為模擬信號；

將所述衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星數(shù)字信號；

獲取本地C/A碼；

基于三階多項式插值算法，對所述衛(wèi)星數(shù)字信號、以及所述本地C/A碼分別進行信號重構(gòu)，獲得重構(gòu)信號，其中，所述重構(gòu)信號的采樣頻率為2^N，N為整數(shù)；

對所述重構(gòu)信號進行快速傅氏變換FFT和/或快速傅里葉逆變換IFFT運算，從而實現(xiàn)對所述衛(wèi)星信號的快速捕獲。

優(yōu)選地，所述三階多項式插值算法，具體為：

其中，x(k-i)是輸入信號，所述輸入信號包括所述GPS數(shù)字信號、以及所述本地C/A碼，v(l)是中間處理結(jié)果，y(k)是輸出的重構(gòu)信號，b_l(i)為插值系數(shù)，μ是插值間隔的小數(shù)部分。

優(yōu)選地，所述插值系數(shù)b_l(i)，包括：

b₀(0)＝0；b₁(0)＝-1/6；b₂(0)＝0；b₃(0)＝1/6；

b₀(1)＝0；b₁(1)＝1；b₂(1)＝1/2；b₃(1)＝-1/2；

b₀(2)＝1；b₁(2)＝-1/2；b₂(2)＝-1；b₃(2)＝1/2；