[發明專利]一種GPS L1復用信號偽碼提取設備及方法

有效

• 申請號: 202011020614.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112198536B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 羅顯志;鐘志峰;朱思浩;楊志洛
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30;G01S19/25;G01S19/13;G01R23/167
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種GPS L1復用信號偽碼提取設備及方法，屬于衛星導航信號質量監測分析技術領域。該設備包括高增益天線、預處理與信號采集設備和偽碼提取處理設備；高增益天線包括拋物面天線、天線饋源和天線伺服跟蹤設備；預處理與信號采集設備包括低噪聲放大器、下變頻器和中頻信號采集存儲設備；偽碼提取處理設備包括軟件數字下變頻模塊、FFT計算模塊、GPS L1 C/A信號分量偽碼提取軟件模塊、GPS L1 P(Y)信號分量偽碼提取模塊和GPS L1 M信號分量偽碼提取模塊。本發明具有運算量小、易于實現、成本低、延時小等優點，能夠廣泛適用于各種多路復用導航信號各個導航信號分量的偽碼提取。

技術領域

本發明涉及衛星導航信號質量監測分析技術領域，特別是指一種GPS L1復用信號偽碼提取設備及方法。

背景技術

導航信號質量分析評估技術是衛星導航系統地面測試與在軌監測的重要保障，也是導航系統故障診斷、衛星信號完好性監測的重要手段。導航信號偽碼是導航信號最基本的組成要素，雖然民用導航信號偽碼接口控制文件已經對外公開，但衛星信號故障診斷經常需要驗證民用導航信號偽碼是否與接口控制文件一致。另外，授權信號偽碼提取是進行授權信號質量監測評估的前提。

現代化導航信號幾乎全部采用多路復用技術體制，從多路復用信號中提取偽碼是進行分析和評估導航信號相關性能和測量性能的前提。現代化導航信號都將授權信號與民用信號復用在一個信號載波上，而授權信號偽碼一般不對外公開，導致在信號分析評估過程中無法全面評估每一個導航信號分量的性能，也無法評估復用導航信號的整體性能。因此，現有技術中存在無法評估授權信號分量的時域、頻域、相關域和測量域性能，也無法評估復用信號的功率配比、復用效率等整體性指標的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種GPS L1復用信號偽碼提取設備及方法，其針對GPS L1信號，使用38dBi高增益天線接收并采集導航信號，能夠實現L1 C/A信號分量偽碼提取誤碼率達到10^-6量級，L1 P（Y）和L1 M信號分量偽碼提取誤碼率達到10^-4量級。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種GPS L1復用信號偽碼提取設備，其包括一高增益天線、一預處理與信號采集設備和一偽碼提取處理設備；所述高增益天線包括一拋物面天線、一天線饋源和一天線伺服跟蹤設備；所述預處理與信號采集設備包括一低噪聲放大器、一下變頻器和一中頻信號采集存儲設備；所述偽碼提取處理設備用于實現軟件數字下變頻模塊、FFT計算模塊、GPSL1 C/A信號分量偽碼提取軟件模塊、GPS L1 P(Y)信號分量偽碼提取模塊和GPS L1 M信號分量偽碼提取模塊；

所述軟件數字下變頻模塊將所述中頻信號采集存儲設備采集并存儲的70MHz中頻導航信號下變頻到零中頻；

所述FFT計算模塊對所述軟件數字下變頻模塊輸出的零中頻信號進行FFT計算，得到GPS L1信號頻域數據序列，并將該數據序列輸出給GPS L1 C/A信號分量偽碼提取軟件模塊、GPS L1 P(Y)信號分量偽碼提取模塊和GPS L1 M信號分量偽碼提取模塊；

所述的GPS L1 C/A信號分量偽碼提取模塊接收所述FFT計算模塊輸出的GPS L1信號頻域數據序列，并從所述GPS L1信號頻域數據序列中提取以0為中心頻率的2MHz帶寬頻域數據序列，然后對該數據序列進行IFFT計算，最后通過BPSK(1)解調恢復GPS L1 C/A信號分量的偽碼；

所述的GPS L1 M信號分量偽碼提取模塊接收所述FFT計算模塊輸出的GPS L1信號頻域數據序列，并從所述GPS L1信號頻域數據序列中提取6MHz～15MHz和-15MHz～-6MHz范圍內的頻譜數據序列，然后將這兩個頻段的頻譜數據序列搬移到中心頻率為0的位置，再對該數據進行IFFT計算，最后通過BPSK(5)解調恢復GPS L1 M信號偽碼；