[發明專利]北斗衛星信號捕獲方法以及裝置

在審

• 申請號: 201911201620.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111257913A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 熊輝;孫鵬;文述生;陸民軍;潘偉鋒;沈建軍;李寧;廖威;王江林;文軍福;閆少霞;劉國光;姚林;陳柯萌;羅君;凌家龍
• 申請（專利權）人: 交通運輸部長江通信管理局;廣州南方測繪科技股份有限公司;廣州南方衛星導航儀器有限公司
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 王毅

本發明提供一種北斗衛星信號捕獲方法以及裝置，該方法包括：將北斗中頻信號數據分割為第一區塊，并生成偽碼，將偽碼分割為第二區塊；分別對第一區塊和第二區塊進行快速傅里葉變換，并將第一區塊的結果和與第二區塊的結果的共軛相乘，并對乘積結果進行反向快速傅里葉變換；將乘積結果填入矩陣中，并進行補零擴展為第一矩陣，對第一矩陣的每一列進行傅里葉變換，取絕對值，并將第一矩陣進行疊加；根據第一矩陣數值最大的元素實現北斗衛星信號的捕獲。本發明的衛星信號捕獲時間短、硬件資源要求少且精度高，還能夠用北斗系統星座的優勢，優先對北斗衛星信號進行捕獲，從而輔助其他星座的捕獲，提高了衛星信號捕獲的效率。

技術領域

本發明涉及導航信號檢測領域，尤其涉及一種北斗衛星信號捕獲方法以及裝置。

背景技術

北斗衛星導航定位系統﹝BeiDou(COMPASS)Navigation SatelliteSystem﹞是中國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統，與美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟伽利略系統并稱全球四大衛星導航系統。相對于其他衛星導航系統，北斗衛星導航定位系統的空間段是混合星座，由三種不同軌道的衛星組成。北斗衛星導航系統的高軌衛星更多，抗遮蔽能力更強。對北斗系統的優先捕獲，有利于基站系統的快速解算。

而衛星信號捕獲的主要方法有串行捕獲、并行捕獲和匹配濾波器捕獲。串行捕獲是指在捕獲偽碼的過程中，每次滑動一個擴頻碼元相位進行相關運算，直到得到設定的相關值，則捕獲成功轉而進入碼跟蹤，此方法硬件實現簡單，在擴頻通信系統中得到了廣泛的應用，但是捕獲時間長，實時性差；并行捕獲則對每種相位均設置了相關器，同時做相關運算，將與設定的相關值相同的相位作為捕獲成功的相位，和串行捕獲相比，并行捕獲的捕獲時間大大縮短了，但對硬件資源要求較多，實現起來較復雜；匹配濾波器捕獲是利用匹配濾波的原理對整個擴頻碼元進行匹配相關以實現偽碼的捕獲，捕獲時間短且易于實現，但該捕獲方式精度低。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種北斗衛星信號捕獲方法以及裝置，衛星信號捕獲時間短、硬件資源要求少且精度高，還能夠用北斗系統星座的優勢，優先對北斗衛星信號進行捕獲，從而輔助其他星座的捕獲，提高了衛星信號捕獲的效率。

為解決上述問題，本發明采用的一個技術方案為：一種北斗衛星信號捕獲方法，所述北斗衛星信號捕獲方法包括：

S101：將每段北斗中頻信號數據分割為至少兩個具有相同數量采樣點的第一區塊，并生成長度為所述中頻信號數據的一半的偽碼，將所述偽碼分割為與所述第一區塊具有相同長度和相同采樣率的第二區塊；

S102：分別對每兩個相鄰第一區塊和每兩個相鄰第二區塊進行快速傅里葉變換，并將每兩個相鄰第一區塊的快速傅里葉變換結果和與所述偽碼中每兩個相鄰第二區塊的快速傅里葉變換結果的共軛相乘，并對乘積結果進行反向快速傅里葉變換；

S103：將進行反向快速傅里葉變換的所述乘積結果填入矩陣中，并對所述矩陣進行補零擴展為第一矩陣，對所述第一矩陣的每一列進行傅里葉變換，將傅里葉變換的結果的絕對值放入第一矩陣中，將每段中頻信號數據對應的第一矩陣進行疊加；

S104：獲取所述第一矩陣數值最大的元素，根據所述元素的位置確定所述北斗中頻信號數據的碼延遲和多普勒延遲以實現北斗衛星信號的捕獲。

進一步地，所述將每段北斗中頻信號數據分隔為至少兩個具有相同數量采樣點的第一區塊的步驟之前還包括：

從接收的北斗衛星信號中選取長度大于預設長度的北斗中頻信號數據，并分配處理所述北斗中頻信號數據的通道。

進一步地，所述預設長度為2ms。

進一步地，所述將進行反向快速傅里葉變換的所述乘積結果填入矩陣中，并對所述矩陣進行補零擴展為第一矩陣的步驟具體包括：