[發明專利]一種基于復信號相位的快速抗比特反轉快速捕獲方法

有效

• 申請號: 201811221034.8
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109239744B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 吳超;孫閩紅;劉二小;滕旭陽;簡志華;鐘華;蘇明坤;喬磊;仇兆煬;宋慧娜;汪立新
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種基于復信號相位的快速抗比特反轉快速捕獲方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.對接收信號R(n)進行下變頻處理，并對本地相關信號和接收信號進行分塊，得到分塊后的矩陣和其中，i表示第i次積分時間，D表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、ND表示沒有數據比特影響時本地偽隨機碼，M、N表示分塊矩陣參量；

S2.將S1得到矩陣進行碼相位搜索處理，得到待檢測變量和再通過相干積分檢測，得到碼相位搜索處理的相干積分值其中i₀為估算的比特數據反轉位置，為估計頻率，d_r為碼相位搜索處理估算碼相位參數值，i表示第i次積分時間，D表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、ND表示沒有數據比特影響時本地偽隨機碼，f_d,k表示搜索頻率，d_c表示搜索的碼片偏移；

S3.對接收信號進行碼相位處理得到碼相位處理待檢測變量根據S2得出的估算的比特數據反轉位置i₀，對進行相干積分檢測，最后得到待求參數碼相位，最終獲得估計的捕獲參數碼相位和頻率，從而實現了GNSS信號的快速捕獲。

2.如權利要求1所述的一種基于復信號相位的快速抗比特反轉快速捕獲方法，其特征在于，接收信號R(n)為：

其中，q為接收信號的碼相位，f_d為多普勒頻率，C()為偽隨機碼，D()為調制數據，f_s為采樣頻率，p(n)表示實部和虛部均服從均值為0、方差為σ²的高斯噪聲，n表示采樣點，n＝0,1,…,

接收信號R(n)進行下變頻處理，得到下變頻信號為：

其中，下變頻信號f(n)為：

其中，f_d,k為搜索頻率，f_s為采樣頻率，n表示采樣點，

兩種本地相關信號分別為：

L_D(n)＝(-1)ⁱC(n)；

L_ND(n)＝C(n)；

其中，n表示采樣點數，n可以寫成iT+k₀，T為PN碼周期采樣點數，k₀＝0,...,T-1，C()為偽隨機碼,i表示第i次積分時間，L_D(n)和L_ND(n)分別表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、沒有數據比特影響時本地偽隨機碼；將本地相關信號和下變頻信號進行分塊：

其中，N_L＝2(i-1)MN+d_c，i＝1,...,N_c，N_c為相干積分時間，N_R＝(i-1)MN，M、N表示分塊矩陣參量，i表示第i次積分時間。

3.如權利要求1所述的一種基于復信號相位的快速抗比特反轉快速捕獲方法，其特征在于：

所述將S1得到矩陣進行碼相位搜索處理，具體方法如下：

其中，M、N表示分塊矩陣參量，i表示第i次積分時間，D表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、ND表示沒有數據比特影響時本地偽隨機碼，f_d,k表示搜索頻率，d_c表示搜索的碼片偏移，當d_c-10，d_c-1＝d_c-1+M；如果d_c+1＞M，d_c+1＝d_c+1-M，通過相干積分檢測：

其中，i₁表示數據比特符號可能的翻轉位置，D表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、ND表示沒有數據比特影響時本地偽隨機碼，f_d,k表示搜索頻率，d_c表示搜索的碼片偏移，d_r表示碼相位搜索處理預測的碼偏移量，i₀表示預測數據比特翻轉位置，f_d,k0為估計的信號頻率。

4.如權利要求1所述的一種基于復信號相位的快速抗比特反轉快速捕獲方法，其特征在于：

所述對接收信號進行碼相位處理的碼相位估計處理，具體方法如下：

其中，mod((c₂+n),2N₂)表示(c₂+n)除以2N₂的余數；D表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、ND表示沒有數據比特影響時本地偽隨機碼，表示在碼相位處理的碼相位估計時沒有比特翻轉時第i_N次積分時間碼片偏移為d₂時接收信號積分值，表示在碼相位處理的碼相位估計時有比特翻轉時第i_N次積分時間碼片偏移為d₂時接收信號積分值，i_N表示沒有比特翻轉時第i_N次積分時間，i_D＝i₀+1表示有數據比特翻轉時第i_D積分時間，M、N表示分塊矩陣參量，i₀表示預測數據比特翻轉位置，N＝M₂N₂，M₂、N₂表示碼相位預測參量，

再進行相干積分檢測：

其中，d_r2表示碼相位處理的碼相位預測參量，碼相位處理的碼相位預測時的相干積分后的檢測量，D表示有數據比特影響時本地偽隨機碼、ND表示沒有數據比特影響時本地偽隨機碼，i₀表示預測數據比特翻轉位置，d₂表示碼相位處理的碼相位預測時碼片偏移，根據PN碼相關性質，可得當d₂＝d_r2時取得最大值為：

其中，c_r2、d_r2表示碼相位處理的碼相位預測參量，M表示分塊矩陣參量，M₂、N₂表示碼相位預測參量,令X₂(d_r2)相位角為則

其中，c_r2表示碼相位處理的碼相位預測參量，N₂表示碼相位預測參量。最后，接收的估計碼相位可以表示為

q＝(c_r2M₂+d_r2)M+d_r；

其中，c_r2、d_r2表示碼相位處理的碼相位預測參量，d_r表示碼相位搜索處理的碼相位預測參量，M表示碼相位搜索處理的碼相位預測分塊矩陣參量，M₂表示碼相位處理的碼相位預測分塊矩陣參量。