[發明專利]基于并行頻率與并行碼搜索的分段式可配置軍碼直捕方法

有效

• 申請號: 201711134666.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107907893B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 尹承祥;劉憲陽;郭鶴鶴;劉鵬;王志勇;許偉;楊燕姣;任靜;田曉彬;黎峰一
• 申請（專利權）人: 北京衛星信息工程研究所
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30;G01S19/29;G01S19/18
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司 11650
• 代理人: 金楊;王大方

本發明涉及一種基于并行頻率與并行碼搜索的分段式可配置軍碼直捕方法，首先將衛星信號下變頻為基帶衛星信號，通過降采樣處理使得采樣率與基帶衛星信號帶寬相似；然后緩存2ms降采樣后的衛星信號與2ms的本地偽碼數據；再后對緩存的衛星信號和本地偽碼經過分段拼接處理后進行FFT運算，復乘后再進行IFFT運算；最后，獲取對應碼相位的多普勒分布后進行峰值檢測獲取碼相位與多普勒值，重復前面步驟M次，完成捕獲。因此，即使在碼相位時間模糊度較大情況下，也能夠快速的完成軍碼直接捕獲。

技術領域

本發明涉及一種基于并行頻率與并行碼搜索的分段式可配置軍碼直捕方法，屬于衛星導航應用技術領域。

背景技術

隨著我國北斗衛星導航系統建設的穩步推進和導航產業的飛速發展，北斗導航接收機在軍用領域和民用領域發揮著越來越重要的作用。在北斗衛星導航系統中，常采用兩種測距碼：民碼(C碼)和軍碼(P碼)兩種。其中，民碼一般能滿足民間普通用戶定位的需求；軍碼采用高級加密技術，專為軍用。民碼碼周期較短，采用民碼進行定位時，民碼捕獲時間較短，可快速的實現衛星定位，但民碼易受干擾和欺騙，在復雜的環境中具有一定的局限性。軍碼序列周期長，相對于民用短周期測距碼(民碼)，具有較高的保密性、抗干擾能力。而軍碼的捕獲技術通常需利用民碼來進行輔助捕獲，這種方法使得用于軍事領域的軍碼依賴于民碼，大大削弱了系統的性能。例如當民碼無法正常使用時，無法完成軍碼的捕獲，只能采用軍碼直接捕獲技術完成導航服務。因此為了提高衛星導航系統的對抗能力，實現軍碼高效的快速直接捕獲至關重要。

針對軍碼直捕問題，軍碼的周期很長，捕獲的時候只能截取其中的一段進行相關運算。在捕獲的過程中，只能將其視為無周期碼，像C/A碼那樣的基于FFT的圓周卷積性質來實現相關處理的方法就不可行。為了利用FFT計算相關的優勢，常采用的方法有XFAST算法、匹配濾波+DFT的方法等。XFAST算法通過將本地PN碼重疊相加，進一步將此疊加處理的序列與接收信號進行循環相關處理，由于接收信號中的碼元和從其它區段重疊過來的碼元互相關性很小，因此會引入背景噪聲，導致相關峰信噪比惡化，進而導致捕獲性能變差。匹配濾波+DFT算法，采用部分匹配濾波器組實現偽碼時域并行搜索，將匹配濾波器組輸出的部分相關值使用小點數的FFT進行功率譜分析，實現載波多普勒頻率偏移的并行搜索。但是該方法在碼相位時間不確定度太大(如±1s)或載波多普勒頻率偏移過大時，存在捕獲時間長(幾十秒)、消耗硬件資源較大等問題。因此，尋求一種快速的，硬件資源占用較小的軍碼直接捕獲方法尤為重要和迫切。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種即使在碼相位時間不確定度較大的情況下也能夠針對軍碼實現快速直接捕獲的、基于并行頻率與并行碼搜索的分段式可配置軍碼直捕方法。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明設計了一種基于并行頻率與并行碼搜索的分段式可配置軍碼直捕方法，包括如下步驟：

步驟A.以基帶衛星信號帶寬值為采樣頻率，緩存預設時長為a的本地偽碼，該本地偽碼的長度為N，并針對該本地偽碼，按第一預設段數平均劃分為b段本地偽碼，其中，b為第一預設段數，各段本地偽碼的數據長度為L，然后進入步驟B；

步驟B.分別針對b段本地偽碼，在各段本地偽碼后補零，擴展各段本地偽碼的數據長度為2L，更新b段本地偽碼；接著分別針對b段本地偽碼進行傅里葉變換，獲得b段頻域本地偽碼，然后進入步驟C；

步驟C.針對待分析衛星射頻信號進行下變頻操作，獲得中頻模擬信號；接著針對該中頻模擬信號進行模數轉換，并按預設采樣頻率進行采樣，獲得中頻數字模擬信號，并進入步驟D；

步驟D；針對中頻數字模擬信號進行數字下變頻操作，獲得基帶衛星信號，接著針對基帶衛星信號，通過降采樣、濾波處理，更新基帶衛星信號的采樣頻率與基帶衛星信號帶寬值相等，然后進入步驟E；