[發明專利]一種衛星導航信號捕獲方法及裝置

有效

• 申請號: 202010621772.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111624632B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 顏舒琳;陳曉智;周勝洪;董藺;楊明;張玉國;單雪梅;魏培平;劉燕;劉哲;許志強;姜麗穎
• 申請（專利權）人: 青島杰瑞自動化有限公司
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/30
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 陸田

本發明公開了一種衛星導航信號捕獲方法及裝置，通過將數字中頻信號X與本地復數載波信號進行相關，生成零中頻復數信號S；將零中頻復數信號S與不同初相的本地碼進行相關運算，獲得相關后的信號Y；對信號Y進行分段積分生成積分后的信號Ysubgt;r/subgt;；對信號Ysubgt;r/subgt;進行隨機采樣，獲得信號Ysubgt;s/subgt;；已知觀測矩陣Φsubgt;s/subgt;和信號Ysubgt;s/subgt;，采用快速貝葉斯壓縮感知重構算法生成頻率信號θ；當頻率信號θ的滿足預設門限范圍時，判定信號捕獲成功；提高了頻率偏移搜索范圍和搜索精度，且具有較高的捕獲靈敏度。

技術領域

本發明屬于衛星導航技術領域，具體地說，是涉及一種衛星導航信號捕獲方法及裝置。

背景技術

信號捕獲是衛星導航接收機基帶信號處理的第一步，也是最重要的一步。它的目標是捕獲在視衛星信號，給出用于初始化跟蹤過程的碼相位和多普勒頻率。捕獲精度直接決定了跟蹤過程的成功與否。另外，它的資源消耗對接收機的首次定位時間、功耗、體積和成本都有很大的影響，其靈敏度是衛星導航接收機的重要性能指標。

目前的信號捕獲方法，靈敏度較差，不利于弱信號的捕獲，嚴重影響衛星導航技術的發展。

發明內容

本發明提供了一種衛星導航信號捕獲方法，提高了捕獲靈敏度。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案予以實現：

一種衛星導航信號捕獲方法，包括下述步驟：

將天線接收到的信號轉換為數字中頻信號X；

將數字中頻信號X與本地復數載波信號進行相關，生成零中頻復數信號S；

將零中頻復數信號S與不同初相的本地碼進行相關運算，獲得信號Y；并對信號Y進行分段積分生成信號Y_r；

對信號Y_r進行隨機采樣，獲得信號Y_s；

已知觀測矩陣Φ_s和信號Y_s，采用快速貝葉斯壓縮感知重構算法生成頻率信號θ；

判斷頻率信號θ是否滿足預設門限范圍；若是，則判定信號捕獲成功。

進一步的，對信號Y_r進行隨機采樣，具體包括：采用滿足高斯分布的信號抽取索引對信號Y_r進行采樣。

又進一步的，對信號Y_r進行采樣的采樣點數V_s＞S_θlog(V/S_θ)，其中，S_θ為頻率信號θ的稀疏度，V為信號Y_r的維度。

更進一步的，所述快速貝葉斯壓縮感知重構算法通過高斯似然模型和Lasso模型求解出頻率信號θ和后驗密度誤差。

再進一步的，所述判斷頻率信號θ是否滿足預設門限范圍，具體包括：判斷頻率信號θ的最大峰值是否大于預設峰值門限且所述最大峰值對應的后驗密度誤差是否小于預設誤差門限；若是，則獲取所述最大峰值對應的碼相位和多普勒頻率，判定信號捕獲成功。

一種衛星導航信號捕獲裝置，包括：

射頻模塊，用于將天線接收到的信號轉換為數字中頻信號X；

正交相關模塊，用于將數字中頻信號X與本地復數載波信號進行相關，生成零中頻復數信號S；

相關積分模塊，用于將零中頻復數信號S與不同初相的本地碼進行相關運算，獲得信號Y；并對信號Y進行分段積分生成信號Y_r；