[發(fā)明專利]一種弱信號(hào)下的位同步方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911278403.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112987041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王令歡;湯加躍;王雅君;周顯文;劉俊秀;石嶺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳開(kāi)陽(yáng)電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/24
• 分類號(hào): G01S19/24;G01S19/30;G01S19/33
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種弱信號(hào)下的位同步方法，包括：對(duì)N毫秒長(zhǎng)度的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行載波下變頻，剝離擴(kuò)頻碼后，以1000Hz重采樣頻率進(jìn)行重采樣，得到N個(gè)積分?jǐn)?shù)據(jù)；對(duì)N個(gè)積分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行L次取樣，得到L組的數(shù)據(jù)；每組數(shù)據(jù)包含M個(gè)比特；其中，L取值10或20，LM+L≤N；對(duì)每一組數(shù)據(jù)進(jìn)行2^M?1次比特符號(hào)值搜索，遍歷M個(gè)比特分布的所有情況得到L×2^M?1組數(shù)據(jù)；對(duì)遍歷后的每一組數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT，并取模；對(duì)所有模值結(jié)果求最大值，最大值所在數(shù)據(jù)組對(duì)應(yīng)的比特相位即為所求的比特相位。該方法通過(guò)對(duì)所有比特相位進(jìn)行遍歷搜索，對(duì)多個(gè)比特的比特值符號(hào)可能存在的情況進(jìn)行搜索，利用FFT實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的相干積分，可以提高比特同步的靈敏度，實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)下的比特同步并改善捕獲多普勒誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種弱信號(hào)下GNSS接收機(jī)比特位同步方法及裝置。

背景技術(shù)

GPS L1、GLONASS L1和北斗B1I等GNSS衛(wèi)星信號(hào)碼周期為 1毫秒，多個(gè)毫秒調(diào)制一個(gè)導(dǎo)航比特?cái)?shù)據(jù)位，導(dǎo)航接收機(jī)跟蹤過(guò)程中，若進(jìn)行長(zhǎng)積分則需要考慮比特之間的數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)，同時(shí)，為了獲得衛(wèi)星星歷，必須以多毫秒(通常為1個(gè)比特長(zhǎng)度)為單位進(jìn)行相干積分和提取導(dǎo)航比特，因此接收機(jī)處理過(guò)程必須包含位同步處理。常用位同步技術(shù)包括直方圖方法以及相干積分極大值搜索方法等。直方圖方法主要是提取相鄰2個(gè)毫秒之間的符號(hào)翻轉(zhuǎn)，在一定的時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)各個(gè)位置的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，并基于概率統(tǒng)計(jì)進(jìn)行同步成功與否的判決，這種方法基于1毫秒的積分值進(jìn)行計(jì)算，在信噪比下降時(shí)，性能明顯下降；相干積分極大值搜索方法則假定連續(xù)20個(gè)位置作為可能的位邊界，在同步位置開(kāi)始進(jìn)行20毫秒的相干積分，選取20個(gè)處理結(jié)果中的最大值處判定為比特同步位置，由于積分時(shí)間有限，在衛(wèi)星信號(hào)信噪比下降時(shí)，同步性能隨著衛(wèi)星信號(hào)信噪比下降而下降。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種弱信號(hào)下的位同步方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)用于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種弱信號(hào)下的位同步方法，包括：

對(duì)N毫秒長(zhǎng)度的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行載波下變頻，剝離擴(kuò)頻碼后，以 1000Hz重采樣頻率進(jìn)行重采樣，得到N個(gè)積分?jǐn)?shù)據(jù)；

對(duì)N個(gè)積分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行L次取樣，得到L組的數(shù)據(jù)；每組數(shù)據(jù)包含 M個(gè)比特；其中，L取值10或20，LM+L≤N；

對(duì)每一組數(shù)據(jù)進(jìn)行2^M-1次比特符號(hào)值搜索，遍歷M個(gè)比特分布的所有情況得到L×2^M-1組數(shù)據(jù)；

對(duì)遍歷后的每一組數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT，并取模；

對(duì)所有模值結(jié)果求最大值，最大值所在數(shù)據(jù)組對(duì)應(yīng)的比特相位即為所求的比特相位。

進(jìn)一步地，捕獲衛(wèi)星信號(hào)為GPS/L1信號(hào)或北斗B1I信號(hào)時(shí)，L 取值20；捕獲衛(wèi)星信號(hào)為GLONASS L1信號(hào)時(shí)，L取值10。

進(jìn)一步地，進(jìn)行載波下變頻時(shí)，本地復(fù)信號(hào)載波頻率為信號(hào)中頻 f_i與捕獲多普勒值f_d之和。

進(jìn)一步地，進(jìn)行擴(kuò)頻碼剝離時(shí)，本地?cái)U(kuò)頻碼速率應(yīng)為f_c+f_d/r，其中，f_c為衛(wèi)星擴(kuò)頻碼標(biāo)準(zhǔn)碼速率，f_d為捕獲多普勒值，r為衛(wèi)星信號(hào)載波射頻頻率和衛(wèi)星擴(kuò)頻碼標(biāo)準(zhǔn)碼速率f_c的比值。

進(jìn)一步地，對(duì)N個(gè)積分?jǐn)?shù)據(jù)按時(shí)間先后順序排序序號(hào)設(shè)為：1，2，…，N；第一組取樣數(shù)據(jù)取積分?jǐn)?shù)據(jù)的序號(hào)為1，2，…，LM，第二組取樣數(shù)據(jù)取積分?jǐn)?shù)據(jù)的序號(hào)為2，3，…，LM+1，以此類推；第k次遍歷搜索得到比特相位為k的第k組數(shù)據(jù)，其取樣數(shù)據(jù)序號(hào)為：k，k+1，…，k+LM-1。