[發明專利]一種基于FPGA的L5信號捕獲方法及裝置

有效

• 申請號: 201910266790.0
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110045397B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 艾超;王令歡;石嶺;湯加躍
• 申請（專利權）人: 西安開陽微電子有限公司
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 陳瑜

1.一種基于FPGA的L5信號捕獲方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、獲取L1數字中頻信號，利用所述L1數字中頻信號對當前衛星進行L1信號捕獲；

S2、若捕獲到當前衛星發送的L1信號，則利用所述L1信號的偽碼初始相位和多普勒頻率，確定所述L1信號的比特邊界；

具體包括以下步驟：

2a、根據中頻頻率和所述L1信號的多普勒頻率，生成所述L1信號對應的本地載波信號；

2b、利用疊加多普勒頻率的本地載波信號對所述L1數字中頻信號進行載波剝離，得到I支路信號和Q支路信號；

2c、將所述I支路信號和所述Q支路信號分別與本地偽碼進行相乘，得到兩路復數數據；根據所述L1信號的偽碼初始相位，確定所述兩路復數數據的一個毫秒邊界點；

2d、從當前毫秒邊界點開始對所述兩路復數數據連續做50次20ms的相干積分，得到對應的50個相干積分值；求取所述50個相干積分值的模值，進而對所述50個相干積分值的模值進行1s的非相干積分，得到一個對應的非相干積分值；

2e、將下一個毫秒邊界點作為當前毫秒邊界點，返回步驟2d，如此直至得到對應的20個非相干積分值；

2f、確定所述20個非相干積分值中的最大值及所述最大值在所述20個非相干積分值中的序號，該序號對應的毫秒邊界點即所述L1信號的比特邊界；

S3、根據所述L1信號的多普勒頻率，確定當前衛星發送的L5信號的多普勒頻率；以及，根據所述L1信號的比特邊界，確定當前衛星發送的L5信號的偽碼相位搜索區間；

S4、獲取L5數字中頻信號，利用所述L5數字中頻信號，在所述偽碼相位搜索區間內對當前衛星進行搜索，確定當前衛星發送的L5信號的偽碼初始相位。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1具體包括以下步驟：

1a、將所述L1數字中頻信號分別與相位相差90°的兩路本地載波信號相乘，得到I支路信號和Q支路信號；對所述I支路信號和所述Q支路信號分別進行重采樣；

1b、利用當前多普勒頻率對重采樣得到的兩路數據分別進行混頻，對混頻后得到的兩路數據分別先進行快速傅里葉變換FFT，再進行共軛處理，得到兩路第一頻域數據；以及，對本地偽碼進行FFT，得到第二頻域數據；

其中，所述當前多普勒頻率為預設的多普勒頻率搜索范圍內的任一多普勒頻率；

1c、將所述兩路第一頻域數據分別和所述第二頻域數據進行復數相乘，并對復數相乘得到的兩路數據進行快速傅里葉反變換IFFT，進而對IFFT結果求模；

1d、確定步驟1c中得到的所有模值中的最大值和次大值，并計算所述最大值和次大值的比值；

1e、若所述比值大于預設門限值，則確定捕獲到當前衛星發送的L1信號，并且與所述最大值所在位置對應的偽碼相位即為所述L1信號的偽碼初始相位，所述當前多普勒頻率即為所述L1信號的多普勒頻率。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

1f、若所述比值小于或等于所述預設門限，則在所述多普勒頻率搜索范圍內重新選取當前多普勒頻率，并返回至步驟1b，直至捕獲到當前衛星發送的L1信號或搜索完所述多普勒頻率搜索范圍內的全部多普勒頻率；

若搜索完所述多普勒頻率搜索范圍內的全部多普勒頻率后，未捕獲到當前衛星發送的L1信號，則調整衛星編號，并返回至步驟1b。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述根據所述L1信號的多普勒頻率，確定當前衛星發送的L5信號的多普勒頻率，具體包括：

根據所述L1信號的多普勒頻率，利用預設公式，計算得到當前衛星發送的L5信號的多普勒頻率；

其中，所述預設公式包括：式中，f_{dop_L5}表示當前衛星發送的L5信號的多普勒頻率，f_L1表示L1信號的載波頻率，f_L5表示L5信號的載波頻率，f_{dop_L1}表示當前衛星發送的L1信號的多普勒頻率。